Növényi vagy tejfehérje az izomfehérje-szintézishez?

A növényi fehérjék és a többforrású növényi keverékek a tejsavóhoz és a tejhez hasonló tejfehérjékkel összemérhető mértékben képesek serkenteni az izomfehérje-szintézist (MPS), valamint támogatni az erő- és izomtömeg-növekedést, feltéve, hogy a napi teljes fehérjebevitel elegendő, vagy a növényi forrás megfelelő esszenciális aminosav- és leucinprofilt biztosít [4, 10, 14, 16, 21]. Grammra gramm alapon azonban a nem dúsított, önálló növényi források gyakran alacsonyabb esszenciális aminosav- (EAA) és leucintartalommal rendelkeznek, mint a tejfehérjék, ami alacsonyabb akut MPS-értékeket eredményezhet, hacsak nem növelik az adagot, nem kombinálnak egymást kiegészítő növényi forrásokat, vagy nem adnak hozzá szabad leucint [10, 12, 13, 18].

A növényi és a tejfehérjék aminosavprofilja

Az MPS elsődleges élettani mozgatórugója az esszenciális aminosavak, különösen a leucin elérhetősége [5, 14]. Az egyes növényi eredetű fehérjeizolátumok aminosav-összetétele jelentős eltérést mutat az állati eredetű fehérjékhez képest [12, 13]. Míg a tejfehérjék, mint a tejsavó (43% EAA, 11,0% leucin) és a tej (39% EAA, 9,0% leucin), gazdagok az összes esszenciális aminosavban, addig az olyan növényi fehérjeizolátumok, mint a zab (21% EAA), a csillagfürt (21% EAA) és a búza (22% EAA), alacsonyabb teljes EAA-aránnyal bírnak az emberi vázizomzathoz képest (38% EAA, 7,6% leucin) [13].

A leucintartalom szintén tág határok között mozog a növényi források között: a kender (5,1%) és a csillagfürt (5,2%) elmarad a WHO/FAO/UNU 5,9%-os követelményétől, míg a szója (6,9%), a repce (6,9%), a borsó (7,2%), a barna rizs (7,4%), a burgonya (8,3%) és a kukorica (13,5%) meghaladja azt [12, 13]. Ezenkívül a növényi források jellemzően alacsonyabb lizin- (1,4%–6,0% vs. 5,3%–9,0% az állati fehérjékben) és metioninkoncentrációval bírnak (0,2%–2,5% vs. 2,2%–2,8% az állati fehérjékben) [12, 13]. A növényi források koncentrátummá vagy izolátummá történő feldolgozása eltávolítja az antinutritív faktorokat és javítja az aminosavak felszívódását, de az egyes aminosavak hiányosságai ettől még fennmaradhatnak [12].

Akut izomfehérje-szintézis: önálló források és keverékek

Az akut izomfehérje-szintézis mértékének vizsgálatakor az állati eredetű fehérjék szerény általános előnyt mutatnak a felnőttkor egésze során, bár a metaanalitikus adatok szerint ennek a különbségnek a hatásmérete elhanyagolható (ES Növényi:Állati = 0,004), alacsony bizonyossági szint mellett [2]. Egy 12 tanulmányt összegző metaanalízis megállapította, hogy a növényi és állati fehérjék közötti akut válaszbeli általános különbség a biológiai variabilitás 0,35. percentilisénél helyezkedik el, és az étkezésenkénti leucinadag az elsődleges meghatározó tényező, nem pedig maga a fehérjeforrás [14].

Közvetlen összehasonlításokban:

• Önálló források: Idősebb férfiaknál nyugalomban és edzés után a tejsavófehérje nagyobb akut MPS-választ vált ki, mint a szójafehérje és a micelláris kazein [9]. Hasonlóképpen, a búzafehérje alacsonyabb MPS-t stimulál, mint a tejsavó, hacsak nem dúsítják hozzáadott leucinnal [17].
• Növényi keverékek: Az egymást kiegészítő növényi fehérjék kombinálása kiküszöböli az egyes aminosavak korlátait. A repcefehérje-izolátum például gazdag kéntartalmú aminosavakban (metionin és cisztein, ≥3 g/100 g), ami ellensúlyozza a borsófehérje természetes metioninhiányát [10]. Fiatal, súlyzós edzést végző felnőtteknél 32 g növényi keverék (39,5% borsó, 39,5% barna rizs, 21,0% repce, 2,5 g leucint biztosítva) elfogyasztása az edzés utáni miofibrilláris fehérjeszintézist (MyoPS) a tejsavóval azonos módon serkentette 0–2 óra és 2–4 óra között egy izonitrogén 32 g-os tejsavóadaghoz képest, annak ellenére, hogy a tejsavó ~44%-kal magasabb plazma EAA-koncentrációt eredményezett [4]. Hasonlóképpen, egy 30 g-os búza-, kukorica- és borsókeverék (2:1:1 arányban, ~2,4 g leucint biztosítva) megfelelt a tejfehérje akut MPS-válaszának [10, 14].

Stratégiák a tejfehérjék anabolikus hatásának elérésére

A kutatások három elsődleges megközelítést azonosítanak, amelyekkel a növényi fehérjék anabolikus válasza elérheti a tejfehérjékét:

1. Leucindúsítás: Egészséges fiatal felnőtteknél egy 20 g-os borsó-repce keverék elfogyasztásakor a vegyes MPS szignifikánsan alacsonyabb volt, mint tejsavóizolátummal, kivéve, ha szabad leucinnal dúsították (PBP + Leu), ami a tejsavóval egyenértékű MPS-választ eredményezett (P = 0,052) [10]. Idős állatmodellekben a 12% szabad leucin hozzáadása egy borsó/szója keverékhez visszaállította az MPS-t és az mTOR útvonal aktivációját (4EBP1 foszforiláció) a tejsavófehérje-izolátumnál látott szintre [18].
2. Tudatos keverés: A gabonafélék (magasabb metionin-, alacsonyabb lizintartalom) hüvelyesekkel (magasabb lizin-, alacsonyabb metionintartalom) vagy keresztesvirágúakkal történő kombinálása olyan aminosavprofilt hoz létre, amely képes kiváltani a teljes étkezés utáni MPS-t [4, 10, 14].
3. Az adag növelése: Mivel a leucin és az EAA-k abszolút küszöbértéke indítja be az MPS-t, egyetlen növényi fehérjéből nagyobb adag fogyasztásával ugyanaz az esszenciális aminosav-bevitel érhető el. Például 26 g szójafehérje-izolátum elfogyasztása megfelel 19 g tejsavófehérje-izolátumnak, mivel mindkettő 2,0 g leucint biztosít [21].

Hosszú távú hipertrófia és erőfejlődés

A hosszú távú edzésvizsgálatok azt mutatják, hogy ezek az akut élettani stratégiák hatékonyan vezetnek krónikus adaptációkhoz [14, 16, 21]. Egy 16 randomizált, kontrollált vizsgálatot összegző metaanalízis megállapította, hogy a fehérjeforrás összességében nem befolyásolja az abszolút zsírmentes tömeget vagy az izomerőt, ha a teljes fehérjebevitel általában meghaladja az ajánlott napi bevitelt (RDA) [1]. Az alcsoport-elemzés azonban kimutatta, hogy az állati fehérje kedvezőbb volt a testösszetétel százalékos zsírmentes tömegére nézve, és kismértékű növekedést eredményezett az abszolút zsírmentes tömegben (súlyozott átlagos különbség: 0,41 kg) és a zsírmentes tömeg arányában (0,50%) fiatalabb (<50 éves) felnőtteknél, miközben az ellenállásos edzés nem változtatott az összehasonlító eredményen [1].

Megfelelő növényi készítmények vagy elégséges napi bevitel esetén:

• Egy 12 hetes vizsgálatban, edzetlen fiatal férfiaknál, akik ellenállásos edzés mellett napi 45 g leucinhoz igazított borsó/szója növényi keveréket vagy tejsavófehérjét fogyasztottak, statisztikailag azonos növekedést tapasztaltak a teljes test zsírmentes tömegében (2,4 kg PLNT vs. 2,5 kg ANML), a végtagi zsírmentes tömegben (1,2 kg vs. 1,8 kg), a vastus lateralis keresztmetszeti területében (0,9 cm² vs. 1,3 cm²) és a lábtolás 1RM erejében (64 kg vs. 63 kg) [16, 17].
• A napi 2 g leucin pótlása 26 g szójafehérje-izolátum vagy 19 g tejsavófehérje-izolátum formájában 12 hetes edzés során azonos növekedést eredményezett a zsírmentes testtömegben (1,54 kg a csoportok átlagában) és a térdfeszítő/-hajlító forgatónyomatékban [21].
• Napi kétszer 25 g borsófehérje fogyasztása 12 héten át a tejsavófehérjéhez hasonló felsőtesti izomvastagság-növekedést eredményezett, és szignifikánsan felülmúlta a placebót a gyengébb résztvevőknél [7].
• Olyan vegánoknál, akik testsúlykilogrammonként napi 1,6 g fehérjét fogyasztottak egymást kiegészítő növényi forrásokból ellenállásos edzés mellett, a láb zsírmentes tömege, az izomrostok keresztmetszeti területe és az erőadaptációk teljesen megegyeztek a vegyes étrendet követőkével [14].

Életkori szempontok és anabolikus rezisztencia

Az életkor alapvető tényező a növényi és a tejfehérjékre adott válasz alakulásában [2, 9, 20]. A vázizomtömeg 50 éves kor után átlagosan évi 1–2%-kal csökken, és a súlyos izomvesztés a 60–80 éves felnőttek 5%–13%-át, a 80 év felettiek 11%–50%-át érinti [9]. Az idősebb felnőttek anabolikus rezisztenciát tapasztalnak: étkezésenként több mint 2 g leucinra van szükségük ahhoz, hogy elérjék azt az MPS-stimulációt, amelyet a fiatalok 1 g leucinnal és edzéssel érnek el [20].

Az alcsoportos metaanalízisek szerint az állati eredetű fehérjék kifejezettebb stimuláló előnyt mutatnak a növényi fehérjékkel szemben az idősebb korosztályban, mint a fiatalabbaknál [2]. Idősebb nőknél nyugalomban a kis adagú, leucinnal dúsított EAA (1,5 g LEAA) és a tejsavófehérje serkenti a korai MPS-t (0–2 óra), de nagyobb ép fehérjeadagokra (6 g LEAA vagy 40 g tejsavó) vagy edzésre van szükség az MPS és az anabolikus jelátvitel (p-p70S6K1) 4 órán keresztüli fenntartásához [5]. A napi 10 g szabad leucin pótlása (kétszer 5 g naponta) ellenállásos edzés mellett jelentősen javítja a funkcionális tesztek eredményeit és a láberőt 70 év feletti felnőtteknél [20]. A növényi fehérjéket fogyasztó idősebb populációk számára a napi 1,0–1,2 g/ttkg közötti összcél kitűzése, valamint az étkezések tudatos leucindúsítása vagy a fehérjék keverése különösen kritikus a zsírmentes tömeg megőrzéséhez [9, 20].