Augaliniai ar pieno baltymai raumenų baltymų sintezei?

Augaliniai baltymai ir kelių šaltinių augaliniai mišiniai gali skatinti raumenų baltymų sintezę (MPS) bei palaikyti jėgos ir raumenų hipertrofijos augimą tokiu pat mastu kaip pieno baltymai (pvz., išrūgos ir pienas), jei bendras paros baltymų suvartojimas yra pakankamas arba augalinis šaltinis užtikrina adekvatų nepakeičiamųjų aminorūgščių ir leucino profilį [4, 10, 14, 16, 21]. Vis dėlto, vertinant gramas į gramą, nepraturtinti pavieniai augaliniai šaltiniai dažnai pasižymi mažesniu nepakeičiamųjų aminorūgščių (EAA) ir leucino kiekiu nei pieno baltymai, o tai gali lemti silpnesnį ūmų MPS atsaką, nebent padidinamos dozės, derinami vienas kitą papildantys augaliniai šaltiniai arba papildomai pridedama laisvojo leucino [10, 12, 13, 18].

Augalinių ir pieno baltymų aminorūgščių profilis

Pagrindinis fiziologinis MPS variklis yra nepakeičiamųjų aminorūgščių, ypač leucino, prieinamumas [5, 14]. Atskiri augalinės kilmės baltymų izoliatai pasižymi ryškiais aminorūgščių sudėties skirtumais, palyginti su gyvūninės kilmės baltymais [12, 13]. Nors pieno baltymai, tokie kaip išrūgos (43 % EAA, 11,0 % leucino) ir pienas (39 % EAA, 9,0 % leucino), turi gausybę visų nepakeičiamųjų aminorūgščių, augalinių baltymų izoliatai, pavyzdžiui, avižų (21 % EAA), lubinų (21 % EAA) ir kviečių (22 % EAA), pasižymi mažesne bendra EAA dalimi, palyginti su žmogaus griaučių raumenimis (38 % EAA, 7,6 % leucino) [13].

Leucino kiekis augaliniuose šaltiniuose taip pat labai skiriasi: kanapių (5,1 %) ir lubinų (5,2 %) nesiekia PSO / FAO / UNU 5,9 % normos, o sojų (6,9 %), rapsų (6,9 %), žirnių (7,2 %), rudųjų ryžių (7,4 %), bulvių (8,3 %) ir kukurūzų (13,5 %) šią normą viršija [12, 13]. Be to, augaliniuose šaltiniuose paprastai būna mažesnė lizino (1,4–6,0 % prieš 5,3–9,0 % gyvūniniuose baltymuose) ir metionino (0,2–2,5 % prieš 2,2–2,8 % gyvūniniuose baltymuose) koncentracija [12, 13]. Augalinių šaltinių perdirbimas į koncentratus ar izoliatus pašalina antinutricinius veiksnius ir atkuria aminorūgščių įsisavinimą, tačiau specifinis tam tikrų aminorūgščių trūkumas gali išlikti [12].

Ūmi raumenų baltymų sintezė: pavieniai šaltiniai ir mišiniai

Vertinant trumpalaikį raumenų baltymų sintezės greitį, gyvūninės kilmės baltymai rodo nedidelį bendrą pranašumą įvairiose suaugusiųjų amžiaus grupėse, nors metaanalizių duomenys rodo, kad šio skirtumo efekto dydis yra nereikšmingas (ES augaliniai:gyvūniniai = 0,004) ir pasižymi žemu įrodymų patikimumu [2]. 12 tyrimų metaanalizė parodė, kad bendras ūmaus atsako skirtumas tarp augalinių ir gyvūninių baltymų atitiko vos 0,35 biologinės variacijos procentilį, o pagrindinis lemiamas veiksnys buvo leucino dozė vieno valgio metu, o ne pats baltymų šaltinis [14].

Tiesioginiuose palyginimuose:

• Pavieniai šaltiniai: išrūgų baltymai sukelia stipresnį ūmų MPS atsaką nei sojų baltymai ir micelinis kazeinas ramybės būsenoje bei po fizinio krūvio vyresnio amžiaus vyrams [9]. Panašiai kviečių baltymai silpniau stimuliuoja MPS nei išrūgos, nebent jie yra papildyti leucinu [17].
• Augaliniai mišiniai: tarpusavyje derantys augaliniai baltymai padeda išvengti atskirų aminorūgščių trūkumo. Pavyzdžiui, rapsų baltymų izoliatas turi daug sieros turinčių aminorūgščių (metionino ir cisteino, ≥3 g/100 g), taip kompensuodamas natūralų metionino trūkumą žirnių baltymuose [10]. Jauniems treniruotiems suaugusiesiems suvartojus 32 g augalinio mišinio (39,5 % žirnių, 39,5 % rudųjų ryžių, 21,0 % rapsų, suteikiančių 2,5 g leucino), po treniruotės miofibrilių baltymų sintezė (MyoPS) per 0–2 val. ir 2–4 val. buvo stimuliuojama identiškai kaip ir suvartojus izonitrogeninę 32 g išrūgų dozę, nepaisant to, kad išrūgos lėmė ~44 % didesnę EAA koncentraciją kraujo plazmoje [4]. Analogiškai, 30 g kviečių, kukurūzų ir žirnių mišinys (santykis 2:1:1, suteikiantis ~2,4 g leucino) prilygo ūmiam pieno baltymų MPS atsakui [10, 14].

Strategijos pieno baltymų anabolizmui prilygti

Moksliniai tyrimai išskiria tris pagrindinius būdus, leidžiančius augalinių baltymų anabolinį atsaką sulyginti su pieno baltymais:

1. Praturtinimas leucinu: sveikiems jauniems suaugusiesiems, vartojantiems 20 g žirnių ir rapsų mišinio dozę, bendra MPS buvo reikšmingai mažesnė nei vartojant išrūgų izoliatą, nebent mišinys buvo papildytas laisvuoju leucinu (PBP + Leu), o tai lėmė išrūgoms lygiavertį MPS atsaką (P = 0,052) [10]. Senstančių gyvūnų modeliuose 12 % laisvojo leucino pridėjimas prie žirnių ir sojų mišinio atkūrė MPS ir mTOR kelio aktyvaciją (4EBP1 fosforilinimą) iki lygių, stebimų su išrūgų baltymų izoliatu [18].
2. Tikslingas maišymas: grūdinių kultūrų (turinčių daugiau metionino, mažiau lizino) derinimas su ankštiniais augalais (turinčiais daugiau lizino, mažiau metionino) arba bastutiniais augalais sukuria tokį aminorūgščių profilį, kuris po valgio geba sukelti maksimalią MPS [4, 10, 14].
3. Dozės didinimas: kadangi MPS sužadinimą lemia absoliutus leucino ir EAA slenkstis, didesnės vieno augalinio baltymo porcijos suvartojimas užtikrina tokį patį nepakeičiamųjų aminorūgščių kiekį. Pavyzdžiui, 26 g sojų baltymų izoliato prilygsta 19 g išrūgų baltymų izoliato, nes abu suteikia vienodą 2,0 g leucino kiekį [21].

Ilgalaikiai hipertrofijos ir jėgos rezultatai

Ilgalaikiai treniruočių tyrimai rodo, kad šios ūmios fiziologinės strategijos sėkmingai virsta ilgalaikėmis adaptacijomis [14, 16, 21]. 16 atsitiktinių imčių kontroliuojamų tyrimų metaanalizė parodė, kad baltymų šaltinis apskritai neturi įtakos absoliučiai liesajai kūno masei ar raumenų jėgai, kai bendras suvartojamų baltymų kiekis viršija rekomenduojamą paros normą [1]. Tačiau pogrupių analizė atskleidė, kad gyvūniniai baltymai teikė nedidelį pranašumą procentinei liesajai masei ir lėmė nežymų absoliučios liesosios masės (svertinis vidutinis skirtumas: 0,41 kg) bei procentinės liesosios masės (0,50 %) padidėjimą jaunesniems suaugusiesiems (<50 metų), o pasipriešinimo treniruotės šio palyginamojo rezultato nepakeitė [1].

Vartojant specifines augalines formules arba užtikrinant pakankamą paros normą:

• 12 savaičių trukmės tyrime su netreniruotais jaunais vyrais, kurie jėgos treniruočių metu kasdien vartojo po 45 g pagal leuciną suderinto žirnių ir sojų mišinio arba išrūgų baltymų, nustatytas statistiškai lygiavertis bendros liesosios kūno masės (2,4 kg augalinių vs. 2,5 kg gyvūninių), galūnių liesosios masės (1,2 kg vs. 1,8 kg), šoninio plataus raumens (vastus lateralis) skerspjūvio ploto (0,9 cm² vs. 1,3 cm²) ir kojų spaudimo 1RM jėgos (64 kg vs. 63 kg) padidėjimas [16, 17].
• Kasdienis papildymas, atitinkantis 2 g leucino per 26 g sojų baltymų izoliato arba 19 g išrūgų baltymų izoliato per 12 savaičių treniruočių lėmė vienodą liesosios kūno masės prieaugį (1,54 kg abiejose grupėse) bei kojų tiesiamųjų ir lenkiamųjų raumenų sukimo momentą [21].
• Vartojant po 25 g žirnių baltymų du kartus per dieną 12 savaičių, viršutinės kūno dalies raumenų storis padidėjo panašiai kaip ir vartojant išrūgų baltymus bei buvo reikšmingai didesnis nei placebo grupėje tarp silpnesnių dalyvių [7].
• Veganams, kurie kartu su pasipriešinimo treniruotėmis suvartojo 1,6 g/kg per parą iš vienas kitą papildančių augalinių šaltinių, kojų liesoji masė, raumenų skaidulų skerspjūvio plotas ir jėgos adaptacijos visiškai prilygo visavalgių rezultatams [14].

Su amžiumi susiję ypatumai ir anabolinis atsparumas

Amžius yra reikšmingas kintamasis, darantis įtaką organizmo reakcijai į augalinius ir pieno baltymus [2, 9, 20]. Griaučių raumenų masė po 50 metų mažėja vidutiniškai 1–2 % per metus, o sunkus raumenų netekimas pasireiškia 5–13 % 60–80 metų suaugusiųjų ir 11–50 % vyresnių nei 80 metų asmenų [9]. Vyresnio amžiaus žmonės patiria anabolinį atsparumą – jiems reikia daugiau nei 2 g leucino vieno valgio metu, kad MPS būtų stimuliuojama taip pat, kaip jauniems suaugusiesiems pakanka 1 g kartu su fiziniu krūviu [20].

Pogrupių metaanalizės rodo, kad gyvūninės kilmės baltymai pasižymi ryškesniu stimuliuojančiu pranašumu prieš augalinius baltymus būtent vyresnio amžiaus asmenų grupėje, palyginti su jaunesniais [2]. Vyresnio amžiaus moterims ramybės būsenoje mažos leucinu praturtintos EAA dozės (1,5 g LEAA) ir išrūgų baltymai stimuliuoja ankstyvąją MPS (0–2 val.), tačiau norint palaikyti MPS ir anabolinį signalizavimą (p-p70S6K1) per 4 valandas, reikalingos didesnės nepažeistų baltymų dozės (6 g LEAA arba 40 g išrūgų) arba fizinis krūvis [5]. Papildomas 10 g laisvojo leucino vartojimas kasdien (po 5 g du kartus per parą) jėgos treniruočių metu reikšmingai pagerina vyresnių nei 70 metų suaugusiųjų funkcinius testus ir kojų jėgą [20]. Vyresnio amžiaus žmonėms, vartojantiems augalinius baltymus, itin svarbu siekti bendro 1,0–1,2 g/kg per parą suvartojimo ir tikslingai praturtinti maistą leucinu arba papildančiais mišiniais, kad būtų išsaugota liesoji kūno masė [9, 20].