कटिंग के दौरान प्रोटीन टाइमिंग: क्या मील्स के बीच का अंतराल मायने रखता है?

The Theoretical Case for Protein Distribution

ऊर्जा की कमी (कैलोरी डेफिसिट) के दौरान बॉडी कंपोजिशन को अनुकूलित करने के लिए एडिपोज टिश्यू के ऑक्सीकरण को अधिकतम करते हुए स्केलेटल मसल लॉस को न्यूनतम करना आवश्यक होता है। हाइपोकैलोरिक स्थितियों के दौरान, मसल प्रोटीन सिंथेसिस (MPS) की बेसल दरें घट जाती हैं; उदाहरण के लिए, अल्पकालिक कैलोरी प्रतिबंध (30 kcal/kg फैट-फ्री मास/दिन) रेजिस्टेंस-ट्रेंड वयस्कों में पोस्टएब्जॉर्प्टिव मायोफाइब्रिलर प्रोटीन सिंथेसिस को लगभग 27% तक कम कर देता है [10]।

चूँकि प्रति फीडिंग बोलस MPS की उत्तेजना एक संतृप्त होने योग्य (सैचुरेबल) डोज-रिस्पॉन्स कर्व प्रदर्शित करती है [1], मानक सैद्धांतिक मॉडल यह मानता है कि कुल दैनिक प्रोटीन को कई मध्यवर्ती मील्स (प्रत्येक 3 से 4 घंटे में) में समान रूप से वितरित करने से संचयी 24-घंटे का फ्रैक्शनल सिंथेटिक रेट (FSR) अधिकतम होना चाहिए [8, 13]। इस पेसिंग मॉडल के तहत, अलग-अलग बोलस में प्रोटीन का सेवन पोस्टप्रैंडियल एनाबॉलिक सिग्नलिंग की सीमित 2- से 3-घंटे की अवधि और "मसल-फुल" रिफ्रैक्टरी अवधि को पार करने वाला माना जाता है [8]। इसके विपरीत, एक असममित (स्क्यूड) सेवन पैटर्न—जिसमें शुरुआती मील्स में नाममात्र प्रोटीन की खुराक और रात के खाने में एक असमान रूप से बड़ी खुराक शामिल होती है—के बारे में यह परिकल्पना की गई है कि यह शुरुआती फीडिंग अवसरों के दौरान MPS को उत्तेजित करने में विफल रहने के साथ-साथ ऑक्सीडेटिव मार्गों के माध्यम से अतिरिक्त अमीनो एसिड को बर्बाद करता है [1, 8]।

हालाँकि, एनर्जी डेफिसिट, रेजिस्टेंस एक्सरसाइज और मील-टू-मील प्रोटीन वितरण के बीच की परस्पर क्रिया ऊर्जा संतुलन में तीव्र ट्रेसर कैनेटीक्स के सुझाव की तुलना में अधिक जटिल शारीरिक तस्वीर प्रस्तुत करती है [9, P1]।

Per-Meal Dose Thresholds and Anabolic Signaling

ऊर्जा-संतुलित युवा वयस्कों में, व्यायाम के बाद MPS लगभग 0.25 से 0.30 g/kg, या 20 से 25 g उच्च-गुणवत्ता वाले, ल्यूसीन-युक्त इंटैक्ट प्रोटीन की एकल-मील प्रोटीन खुराक से अधिकतम रूप से उत्तेजित होता है [9, 11, 13]। इसके विपरीत, वृद्ध वयस्क एनाबॉलिक प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं, जिन्हें mTORC1 और यूकेरियोटिक इनिशिएशन फैक्टर (eIF4) फॉस्फोराइलेशन को ट्रिगर करने और एक समान सिंथेटिक प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए कम से कम 2.8 g ल्यूसीन (लगभग 30 से 40 g प्रोटीन, या >0.40 g/kg) वाले एकल बोलस की आवश्यकता होती है [4, 8, 9]।

वजन घटाने या रात भर के उपवास के बाद जैसी कैटाबॉलिक स्थितियों में, भोजन की संरचना विशेष रूप से प्रासंगिक हो जाती है [8]। व्यायाम के बाद व्हे प्रोटीन सेवन (15 g से 30 g) के साथ तीव्र रेजिस्टेंस एक्सरसाइज को संयोजित करना ऊर्जा की कमी के दौरान दबी हुई सिंथेटिक दरों को ठीक करता है, मायोफाइब्रिलर MPS को आराम की ऊर्जा-संतुलित अवस्था से 16% से 34% तक बढ़ाता है और p70 S6K (Thr 389) फॉस्फोराइलेशन में 2- से 7-गुना वृद्धि करता है [10]।

फिर भी, ऊर्जा की कमी के दौरान स्केलेटल मसल का सटीक सैचुरेशन पॉइंट सूक्ष्म बना हुआ है [9]। गंभीर कैटाबॉलिक डेफिसिट (40% से 54% कैलोरी प्रतिबंध; −1766 से −3313 kcal/दिन) के तहत, 20 से 25 g व्हे प्रोटीन की पारंपरिक बोलस खुराक एनाबॉलिक सिग्नलिंग मार्गों को मजबूती से सक्रिय करने या लीन बॉडी मास को बचाने में विफल रहती है क्योंकि अवशोषित अमीनो एसिड पूरे शरीर के प्रोटीन टर्नओवर, ग्लूकोनियोजेनेसिस और ऊर्जा देने वाले ऑक्सीडेटिव मार्गों की ओर पुनर्निर्देशित हो जाते हैं [9]। इसके अलावा, पर्याप्त सक्रिय मांसपेशी द्रव्यमान को शामिल करने वाले पूरे शरीर के रेजिस्टेंस एक्सरसाइज सत्र प्रति-भोजन सैचुरेबल सीमा को बढ़ाते हैं: पूरे शरीर के प्रशिक्षण सत्र के बाद 40 g व्हे प्रोटीन का सेवन 20 g की तुलना में MPS को काफी अधिक उत्तेजित करता है, चाहे एथलीट का लीन बॉडी मास अधिक (≥70 kg) हो या कम (≤65 kg) [11]।

Longitudinal Evidence: Even vs. Skewed Distribution

संतुलित प्रोटीन वितरण के मेकैनिस्टिक औचित्य के बावजूद, ऊर्जा प्रतिबंध के दौरान मांसपेशियों के संरक्षण का मूल्यांकन करने वाले दीर्घकालिक हस्तक्षेप यह प्रदर्शित करते हैं कि जब कुल दैनिक प्रोटीन सेवन और रेजिस्टेंस ट्रेनिंग नियंत्रित होते हैं, तो दिन के भीतर की पेसिंग बॉडी कंपोजिशन परिणामों में सार्थक रूप से बदलाव नहीं करती है [3, 6, P1, P2]।

अधिक वजन वाले वयस्कों के 16-सप्ताह के रैंडमाइज्ड कंट्रोल्ड ट्रायल (NCT02066948) में, जो 750 kcal/दिन के ऊर्जा डेफिसिट के साथ संरचित रेजिस्टेंस ट्रेनिंग (3 दिन/सप्ताह) कर रहे थे और 90 g/दिन प्रोटीन (~1.0 g/kg/दिन) का सेवन कर रहे थे, शोधकर्ताओं ने दो वितरण शेड्यूल की सीधे तुलना की [3, 6]:

• Even Distribution: 30 g नाश्ता, 30 g दोपहर का भोजन, 30 g रात का खाना ($n=21$)
• Skewed Distribution: 10 g नाश्ता, 20 g दोपहर का भोजन, 60 g रात का खाना ($n=20$)

16 सप्ताह के अंत में, दोनों समूहों ने कुल शरीर द्रव्यमान ($-7.9\pm 0.6$ kg) और पूरे शरीर के फैट मास ($-6.9\pm 0.5$ kg) में समान कमी हासिल की [3, 6]। पूरे शरीर के लीन मास का नुकसान भी दोनों समूहों के बीच समान था ($-1.0\pm 0.2$ kg) [3, 6]। क्षेत्रीय मांसपेशियों की प्रत्यक्ष इमेजिंग से पता चला कि मध्य-जांघ की मांसपेशी का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र संरक्षित रहा ($0\pm 1{\text{ cm}}^2$) और मध्य-पिंडली की मांसपेशी का क्षेत्र दोनों पैटर्नों में समान रूप से बदला ($-3\pm 1{\text{ cm}}^2$) [3, 6]।

ये निष्कर्ष दैनिक वितरण पैटर्नों की जांच करने वाले वृद्ध आबादी के ट्रेसर अध्ययनों के अनुरूप हैं। वृद्ध वयस्कों में एक रैंडमाइज्ड कंट्रोल्ड ट्रायल (NCT03870425) में, समान बनाम असममित 3-मील प्रोटीन वितरण ने 24-घंटे के मसल प्रोटीन फ्रैक्शनल सिंथेसिस रेट (FSR: समान के लिए $2.16\pm 0.13\%/\text{day}$ बनाम असममित के लिए $2.23\pm 0.09\%/\text{day}$, $p=0.647$) या मांसपेशियों के ऊतकों में ट्रेसर समावेश ($p=0.306$) में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखाया [4]। जबकि मामेरो एट अल के कुछ तीव्र डेटा में समान वितरण के साथ उच्च फ्रैक्शनल सिंथेटिक दरें देखी गईं, किम एट अल द्वारा किए गए कई मेटाबॉलिक अध्ययनों में समान और असममित आवंटन के बीच 24-घंटे के प्रोटीन कैनेटीक्स में कोई अंतर नहीं पाया गया [4]।

The Role of Daily Totals and Meal Thresholds

लंबे समय तक चलने वाले डाइटिंग चरणों में दिन के भीतर का वितरण एक भिन्न परिणाम उत्पन्न करने में विफल क्यों रहता है? लीन मास के संरक्षण का प्राथमिक निर्धारक पर्याप्त रेजिस्टेंस ट्रेनिंग उत्तेजना के साथ संयुक्त रूप से पर्याप्त कुल दैनिक प्रोटीन सेवन तक पहुँचना है [1, 10, P1, P2]।

जब कुल दैनिक सेवन विशिष्ट मध्यम सीमा (0.8 से 1.3 g/kg/दिन) के भीतर होता है, तो कम से कम एक ऐसा दैनिक भोजन करना जो सैचुरेबल एनाबॉलिक सीमा से अधिक हो, MPS को उत्तेजित करने और स्केलेटल मसल स्वास्थ्य का समर्थन करने के लिए पर्याप्त है, चाहे शेष प्रोटीन दिन भर में कैसे भी वितरित किया गया हो [1]। वास्तव में, कम या सीमांत कुल दैनिक सेवन (<0.80 g/kg/दिन) पर कृत्रिम रूप से सख्त संतुलित वितरण लागू करने से प्रति-भोजन प्रोटीन की खुराक इतनी कम हो सकती है कि कोई भी भोजन mTORC1 सिग्नलिंग को सक्रिय करने के लिए आवश्यक ल्यूसीन सीमा तक नहीं पहुँच पाता [1, 8]। ऐसी स्थितियों में, एक असंतुलित पैटर्न जो कम से कम एक ठोस बोलस प्रदान करता है, कई सब-थ्रेशोल्ड फीडिंग्स की तुलना में शारीरिक रूप से अधिक फायदेमंद हो सकता है [1]।

MPS को उत्तेजित करने के अलावा, सिंथेटिक सैचुरेशन सीमा से अधिक होने वाले बड़े प्रोटीन बोलस प्रणालीगत एंटी-कैटाबॉलिक प्रभाव डालते रहते हैं: अतिरिक्त अमीनो एसिड पूरे शरीर के प्रोटीन ब्रेकडाउन को दबाते हैं, जिससे 24 घंटों में शुद्ध सकारात्मक पूरे शरीर के प्रोटीन संतुलन में योगदान मिलता है [1]।

Practical Recommendations for Athletes

हाइपोकैलोरिक चरणों से गुजरने वाले एथलीटों और रेजिस्टेंस-ट्रेंड व्यक्तियों के लिए, कठोर वितरण अंतरालों की तुलना में कुल दैनिक प्रोटीन सेवन और निरपेक्ष प्रति-भोजन पर्याप्तता को प्राथमिकता दी जाती है [1, 13, P1, P2]:

1. Establish Adequate Total Daily Intake: लीन मास को बनाए रखने के लिए मानक डेफिसिट के दौरान 1.4 से 2.0 g/kg/दिन का समग्र दैनिक सेवन बनाए रखें [13, P1]। गंभीर ऊर्जा प्रतिबंध से गुजर रहे लीन, रेजिस्टेंस-ट्रेंड व्यक्तियों में 3.0 g/kg/दिन से अधिक का सेवन फैट मास के नुकसान और तृप्ति (satiety) के लिए अतिरिक्त उपयोगिता प्रदान कर सकता है [13]।
2. Target Per-Meal Leucine Thresholds: सुनिश्चित करें कि प्राथमिक भोजन 0.25 से 0.40 g/kg (या 20 से 40 g उच्च-गुणवत्ता वाला इंटैक्ट प्रोटीन) प्रदान करे जिसमें 700 से 3000 mg ल्यूसीन शामिल हो [4, 13]। जब पूरे शरीर का रेजिस्टेंस प्रशिक्षण किया जाता है, तो 40 g तक व्हे प्रोटीन की खुराक तीव्र सिंथेटिक प्रतिक्रिया को अधिकतम करती है [11]।
3. Leverage Strategic Meal Timing: यद्यपि भोजन की आवृत्ति को व्यक्तिगत समय सारिणी और तृप्ति प्राथमिकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है, अत्यधिक बड़े एकल बोलस का सेवन किए बिना दैनिक लक्ष्यों को पूरा करने के लिए 3 से 4 घंटे के अंतराल पर 3 से 4 मील्स में प्रोटीन वितरित करना एक प्रभावी व्यावहारिक दृष्टिकोण बना हुआ है [13, P3]।
4. Consider Pre-Sleep Ingestion: सोने से पहले 30 से 40 g धीमी गति से पचने वाले प्रोटीन (जैसे कैसिइन) का सेवन लिपोलिसिस को प्रभावित किए बिना रात भर के MPS और मेटाबॉलिक दर को बढ़ाता है [13]।
5. Balance Macronutrient Trade-offs: एंड्योरेंस के संदर्भ में, प्रोटीन वितरण को आवश्यक कार्बोहाइड्रेट पुनःपूर्ति को विस्थापित नहीं करना चाहिए; कार्बोहाइड्रेट की उपलब्धता की कीमत पर अत्यधिक प्रोटीन सेवन (उदा. 3.3 g/kg/दिन) उच्च-तीव्रता वाले टाइम-ट्रायल प्रदर्शन को ख़राब कर सकता है [13]।