Plant vs Dairy Protein para sa Muscle Protein Synthesis

Ang mga plant-based protein at multi-source plant blend ay kayang magpasigla ng muscle protein synthesis (MPS) at sumuporta sa lakas at muscle hypertrophy sa antas na maihahambing sa mga dairy protein tulad ng whey at gatas, basta't sapat ang kabuuang protina sa bawat araw o nagbibigay ang pinagmulang halaman ng sapat na essential amino acid at leucine profile [4, 10, 14, 16, 21]. Gayunpaman, sa bawat gramo, ang mga unfortified single plant source ay kadalasang may mas mababang essential amino acid (EAA) at leucine content kumpara sa mga dairy protein, na maaaring magdulot ng mas mababang acute MPS rate maliban kung tataasan ang dosis, pagsasamahin ang mga komplementaryong plant source, o lalagyan ng karagdagang libreng leucine [10, 12, 13, 18].

Ang Amino Acid Profile ng Plant vs. Dairy Protein

Ang pangunahing pisyolohikal na nagtutulak sa MPS ay ang presensya ng mga essential amino acid, lalo na ang leucine [5, 14]. Ang mga indibidwal na protein isolate mula sa halaman ay nagpapakita ng kapansin-pansing pagkakaiba sa kanilang amino acid composition kumpara sa mga protinang mula sa hayop [12, 13]. Habang ang mga dairy protein tulad ng whey (43% EAA, 11.0% leucine) at gatas (39% EAA, 9.0% leucine) ay mayaman sa lahat ng essential amino acid, ang mga plant protein isolate tulad ng oat (21% EAA), lupin (21% EAA), at trigo (22% EAA) ay may mas mababang kabuuang EAA fraction kumpara sa skeletal muscle ng tao (38% EAA, 7.6% leucine) [13].

Malaki rin ang pagkakaiba-iba ng leucine content sa iba't ibang plant source: ang hemp (5.1%) at lupin (5.2%) ay mas mababa sa 5.9% na rekisito ng WHO/FAO/UNU, samantalang ang soy (6.9%), canola (6.9%), pea (7.2%), brown rice (7.4%), patatas (8.3%), at mais (13.5%) ay lumalagpas dito [12, 13]. Bukod pa rito, ang mga plant source ay karaniwang may mas mababang konsentrasyon ng lysine (1.4% hanggang 6.0% vs. 5.3% hanggang 9.0% sa mga protina mula sa hayop) at methionine (0.2% hanggang 2.5% vs. 2.2% hanggang 2.8% sa mga protina mula sa hayop) [12, 13]. Ang pagpoproseso ng mga plant source upang maging concentrate o isolate ay nag-aalis ng mga anti-nutritional factor at nagpapanumbalik ng absorbability ng amino acid, ngunit maaari pa ring manatili ang mga kakulangan sa partikular na amino acid [12].

Acute Muscle Protein Synthesis: Mga Single Source at Blend

Kapag sinusuri ang mga acute rate ng muscle protein synthesis, ang mga protinang mula sa hayop ay nagpapakita ng bahagyang bentahe sa pangkalahatan para sa mga nasa hustong gulang, bagama't ipinapakita ng meta-analytic data na ang pagkakaibang ito ay may napakaliit na effect size (ES Plant:Animal = 0.004) na may mababang antas ng katiyakan ng ebidensya [2]. Natuklasan sa isang meta-analysis ng 12 pag-aaral na ang pangkalahatang pagkakaiba sa acute response sa pagitan ng plant at animal protein ay nasa ika-0.35 percentile lamang ng biological variation, kung saan ang leucine dose bawat kainan ang pangunahing salik at hindi ang mismong pinagmulan ng protina [14].

Sa mga direktang paghahambing:

• Mga single source: Ang whey protein ay nagdudulot ng mas mataas na acute MPS response kaysa sa soy protein at micellar casein kapag nagpapahinga at pagkatapos mag-ehersisyo sa mga may-edad nang lalaki [9]. Gayundin, ang wheat protein ay nagpapasigla ng mas mababang MPS kumpara sa whey maliban kung dadagdagan ito ng leucine [17].
• Mga plant blend: Ang pagsasama-sama ng mga komplementaryong plant protein ay lumulutas sa mga limitasyon ng indibidwal na amino acid. Halimbawa, ang canola protein isolate ay mayaman sa sulfur-containing amino acids (methionine at cysteine, ≥3 g/100 g), na nagpupuno sa likas na kakulangan ng methionine sa pea protein [10]. Sa mga kabataang sanay sa resistance training, ang pag-inom ng 32 g ng isang plant blend (39.5% pea, 39.5% brown rice, 21.0% canola na nagbibigay ng 2.5 g leucine) ay nagpasigla ng post-exercise myofibrillar protein synthesis (MyoPS) sa paraang kapareho ng isang isonitrogenous 32 g whey bolus sa loob ng 0–2 oras at 2–4 oras, kahit na ang whey ay nagdulot ng ~44% mas mataas na konsentrasyon ng EAA sa plasma [4]. Katulad nito, ang 30 g blend ng trigo, mais, at pea (2:1:1 ratio na nagbibigay ng ~2.4 g leucine) ay pumantay sa acute MPS response ng milk protein [10, 14].

Mga Estratehiya Upang Mapantayan ang Anabolismo ng Dairy

May tatlong pangunahing pamamaraan na tinutukoy ang pananaliksik upang mapantayan ng plant proteins ang anabolic response ng dairy:

1. Pagdaragdag ng Leucine (Leucine Fortification): Sa malulusog na kabataan na umiinom ng 20 g dose ng pea-canola blend, ang mixed MPS ay mas mababa nang malaki kumpara sa whey isolate maliban kung hinaluan ito ng libreng leucine (PBP + Leu), na nagbunga ng MPS response na katumbas ng whey (P = 0.052) [10]. Sa mga modelong hayop na may edad na, ang pagdaragdag ng 12% libreng leucine sa isang pea/soy blend ay nagpanumbalik ng MPS at paggana ng mTOR pathway (4EBP1 phosphorylation) sa mga antas na nakikita sa whey protein isolate [18].
2. Estratehikong Paghahalo: Ang pagsasama ng mga butil o cereal grain (mas mataas sa methionine, mas mababa sa lysine) kasama ang mga legume (mas mataas sa lysine, mas mababa sa methionine) o brassica ay lumilikha ng isang amino acid profile na kayang mag-trigger ng buong postprandial MPS [4, 10, 14].
3. Pagtaas ng Dosis: Dahil ang kabuuang threshold ng leucine at mga EAA ang nagdidikta sa pag-trigger ng MPS, ang pagkonsumo ng mas malaking serving ng isang single plant protein ay nagbibigay ng parehong dami ng essential amino acid. Halimbawa, ang pagkonsumo ng 26 g ng soy protein isolate ay tumutumbas sa 19 g ng whey protein isolate sa pamamagitan ng paghahatid ng parehong 2.0 g ng leucine [21].

Pangmatagalang Hypertrophy at mga Resulta sa Lakas

Ipinapakita ng mga pangmatagalang pag-aaral sa pagsasanay na ang mga acute physiological strategy na ito ay epektibong naisasalin sa mga pangmatagalang adaptasyon [14, 16, 21]. Natuklasan sa isang meta-analysis ng 16 na randomized controlled trial na ang pinagmulan ng protina ay hindi nakaaapekto sa kabuuang lean mass o lakas ng kalamnan sa pangkalahatan kapag ang kabuuang intake ng protina ay mas mataas kaysa sa RDA [1]. Gayunpaman, ipinakita ng subgroup analysis na bahagyang pumapabor ang animal protein sa porsyento ng lean mass at nagdulot ng maliliit na pagtaas sa absolute lean mass (weighted mean difference: 0.41 kg) at porsyento ng lean mass (0.50%) sa mga mas batang indibidwal (<50 taong gulang), habang ang resistance exercise training ay hindi nagbago sa pangkalahatang resulta ng paghahambing [1].

Kapag gumamit ng mga partikular na plant formulation o sinunod ang sapat na pang-araw-araw na intake:

• Sa isang 12-linggong pag-aaral sa mga hindi sanay na kabataang lalaki na uminom ng 45 g/araw ng leucine-matched pea/soy plant blend o whey protein habang sumasailalim sa resistance training, natagpuang magkatumbas sa estadistika ang pagtaas sa whole-body lean mass (2.4 kg PLNT vs. 2.5 kg ANML), appendicular lean mass (1.2 kg vs. 1.8 kg), vastus lateralis cross-sectional area (0.9 cm² vs. 1.3 cm²), at leg-press 1RM strength (64 kg vs. 63 kg) [16, 17].
• Ang araw-araw na suplementasyon na nagtutugma sa 2 g ng leucine sa pamamagitan ng 26 g soy protein isolate o 19 g whey protein isolate sa loob ng 12 linggo ng pagsasanay ay nagbunga ng magkaparehong dagdag sa lean body mass (1.54 kg sa parehong grupo) at lakas sa leg extensor/flexor [21].
• Ang pag-inom ng 25 g ng pea protein nang dalawang beses bawat araw sa loob ng 12 linggo ay nagdulot ng pagkapal ng kalamnan sa upper body na maihahambing sa whey protein at mas mataas nang malaki kaysa sa placebo sa mga kalahok na mas mahina ang pangangatawan [7].
• Sa mga vegan na kumokonsumo ng 1.6 g/kg/araw mula sa mga komplementaryong plant source kasabay ng resistance training, ang lean mass sa binti, cross-sectional area ng muscle fiber, at mga adaptasyon sa lakas ay ganap na pumantay sa mga may omnivorous diet [14].

Mga Konsiderasyon Kaugnay ng Edad at Anabolic Resistance

Ang edad ay isang mahalagang baryabol na nagbabago sa tugon ng katawan sa plant protein kumpara sa dairy protein [2, 9, 20]. Ang skeletal muscle mass ay bumababa sa bilis na 1–2% bawat taon pagkalipas ng edad na 50, kung saan ang matinding pagkaubos ng kalamnan ay nakaaapekto sa 5%–13% ng mga taong may edad na 60–80 at 11%–50% ng mga higit sa 80 taong gulang [9]. Nakakaranas ang mga nakatatanda ng anabolic resistance, kung kaya't nangangailangan sila ng higit sa 2 g ng leucine bawat kainan upang mapukaw ang MPS sa parehong antas na naaabot ng mga kabataan gamit ang 1 g na may kasamang ehersisyo [20].

Ipinapakita ng mga subgroup meta-analysis na ang mga protinang mula sa hayop ay may mas kapansin-pansing bentahe sa pagpapasigla ng kalamnan kaysa sa plant protein sa mga nakatatanda kumpara sa mga mas bata [2]. Sa mga nakatatandang kababaihan habang nagpapahinga, ang maliliit na dosis ng leucine-enriched EAA (1.5 g LEAA) at whey protein ay nagpapasigla ng maagang MPS (0–2 oras), ngunit ang mas malalaking intact dose (6 g LEAA o 40 g whey) o ang pagsasagawa ng ehersisyo ay kinakailangan upang mapanatili ang MPS at anabolic signaling (p-p70S6K1) sa loob ng 4 na oras [5]. Ang pag-inom ng 10 g ng libreng leucine araw-araw (5 g nang dalawang beses bawat araw) habang nagre-resistance training ay nagpapabuti nang malaki sa mga functional test at lakas ng binti sa mga indibidwal na mahigit 70 taong gulang [20]. Para sa mga nakatatandang gumagamit ng plant protein, ang pagpuntirya sa kabuuang intake na nasa 1.0–1.2 g/kg/araw at ang sadyang pagpapatibay ng mga kainan gamit ang karagdagang leucine o mga komplementaryong blend ay partikular na mahalaga upang mapanatili ang lean mass [9, 20].