Olbaltumvielu uzņemšanas laiks tauku dedzināšanā: vai ēdienreižu sadalījumam ir nozīme?

The Theoretical Case for Protein Distribution

Ķermeņa uzbūves optimizēšana enerģijas deficīta apstākļos prasa minimizēt skeleta muskuļu zudumu, vienlaikus maksimāli palielinot taukaudu oksidāciju. Hipokaloriskos apstākļos muskuļu proteīnu sintēzes (MPS) bāzes rādītāji samazinās; piemēram, īstermiņa kaloriju ierobežošana (30 kcal/kg beztauku masas dienā) samazina postabsorbtīvo miofibrilāro proteīnu sintēzi par aptuveni 27% pieaugušajiem, kuri veic spēka treniņus [10].

Tā kā MPS stimulācijai vienā ēdienreizē piemīt piesātināma devas-atbildes reakcijas līkne [1], standarta teorētiskais modelis pieņem, ka kopējā diennakts olbaltumvielu daudzuma vienmērīga sadalīšana vairākās starpēdienreizēs (ik pēc 3 līdz 4 stundām) maksimāli palielinātu kumulatīvo 24 stundu frakcionēto sintēzes ātrumu (FSR) [8, 13]. Saskaņā ar šo modeli olbaltumvielu uzņemšana atsevišķās porcijās ļauj pārvarēt postprandiālā anaboliskā signāla ierobežoto 2–3 stundu ilgumu un "muskuļu pilnuma" refraktāro periodu [8]. Un otrādi — asimetrisks uzņemšanas modelis, kam raksturīgas minimālas olbaltumvielu devas pirmajās ēdienreizēs un viena nesamērīgi liela deva vakariņās, teorētiski liek liekās aminoskābes izniekot oksidācijas procesos, vienlaikus nespējot stimulēt MPS dienas pirmajās ēdienreizēs [1, 8].

Tomēr enerģijas deficīta, spēka treniņu un olbaltumvielu sadalījuma starp ēdienreizēm mijiedarbība veido sarežģītāku fizioloģisko ainu, nekā liecina akūtā marķieru kinētika enerģijas līdzsvara apstākļos [9, P1].

Per-Meal Dose Thresholds and Anabolic Signaling

Jauniem pieaugušajiem enerģijas līdzsvara stāvoklī pēc treniņa MPS tiek maksimāli stimulēta ar vienas ēdienreizes olbaltumvielu devu aptuveni 0,25 līdz 0,30 g/kg jeb 20 līdz 25 g kvalitatīva, ar leicīnu bagāta neskarta proteīna [9, 11, 13]. Turpretī gados vecākiem pieaugušajiem novērojama anaboliskā rezistence, un ir nepieciešamas vienreizējas devas ar vismaz 2,8 g leicīna (aptuveni 30 līdz 40 g olbaltumvielu jeb >0,40 g/kg), lai aktivizētu mTORC1 un eikariotu iniciācijas faktora (eIF4) fosforilēšanos un sasniegtu līdzvērtīgu sintēzes atbildes reakciju [4, 8, 9].

Kataboliskos stāvokļos, piemēram, svara zuduma vai nakts badošanās laikā, maltītes sastāvs kļūst īpaši nozīmīgs [8]. Spēka treniņa apvienošana ar sūkalu proteīna uzņemšanu pēc treniņa (15 g līdz 30 g) atjauno pazemināto sintēzes ātrumu enerģijas deficīta laikā, palielinot miofibrilāro MPS par 16% līdz 34% virs miera stāvokļa līmeņa enerģijas līdzsvarā un izraisot 2 līdz 7 reižu lielāku p70 S6K (Thr 389) fosforilēšanos [10].

Tomēr precīzs skeleta muskuļu piesātinājuma punkts enerģijas deficīta laikā joprojām ir niansēts jautājums [9]. Smaga kataboliskā deficīta apstākļos (40% līdz 54% kaloriju ierobežojums; no −1766 līdz −3313 kcal/dienā) parastās 20 līdz 25 g sūkalu proteīna devas nespēj spēcīgi aktivizēt anaboliskos signālceļus vai saglabāt beztauku masu, jo absorbētās aminoskābes tiek novirzītas visa organisma proteīnu apritei, glikoneoģenēzei un enerģiju ražojošiem oksidatīvajiem ceļiem [9]. Turklāt visa ķermeņa spēka treniņi, kuros iesaistīta ievērojama aktīvā muskuļu masa, paaugstina vienas ēdienreizes piesātinājuma slieksni: 40 g sūkalu proteīna uzņemšana pēc visa ķermeņa treniņa stimulē MPS ievērojami vairāk nekā 20 g, neatkarīgi no tā, vai sportista beztauku masa ir liela (≥70 kg) vai maza (≤65 kg) [11].

Longitudinal Evidence: Even vs. Skewed Distribution

Neraugoties uz līdzsvarota olbaltumvielu sadalījuma mehānistisko pamatojumu, ilgtermiņa pētījumi, kuros vērtēta muskuļu masas saglabāšana enerģijas ierobežošanas laikā, rāda, ka sadalījums dienas gaitā būtiski nemaina ķermeņa uzbūves rezultātus, ja tiek kontrolēts kopējais diennakts olbaltumvielu daudzums un spēka treniņi [3, 6, P1, P2].

16 nedēļu ilgā randomizētā kontrolētā pētījumā (NCT02066948), kurā piedalījās pieaugušie ar lieko svaru, veicot strukturētus spēka treniņus (3 dienas nedēļā), ievērojot 750 kcal/dienā enerģijas deficītu un uzņemot 90 g/dienā olbaltumvielu (~1,0 g/kg/dienā), pētnieki tieši salīdzināja divus sadalījuma modeļus [3, 6]:

• Even Distribution: 30 g breakfast, 30 g lunch, 30 g dinner ($n=21$)
• Skewed Distribution: 10 g breakfast, 20 g lunch, 60 g dinner ($n=20$)

Pēc 16 nedēļām abās grupās tika sasniegts identisks kopējās ķermeņa masas samazinājums ($-7.9\pm 0.6$ kg) un kopējās tauku masas samazinājums ($-6.9\pm 0.5$ kg) [3, 6]. Arī beztauku masas zudums visā ķermenī starp grupām bija identisks ($-1.0\pm 0.2$ kg) [3, 6]. Reģionālās muskulatūras tiešie vizualizācijas izmeklējumi parādīja, ka augšstilba vidusdaļas muskuļu šķērsgriezuma laukums saglabājās nemainīgs ($0\pm 1{\text{ cm}}^2$) un apakšstilba vidusdaļas muskuļu laukums mainījās vienādi ($-3\pm 1{\text{ cm}}^2$) abos modeļos [3, 6].

Šie atklājumi saskan ar marķieru pētījumiem gados vecākiem cilvēkiem, kuros pētīti diennakts sadalījuma modeļi. Randomizētā kontrolētā pētījumā (NCT03870425) gados vecākiem pieaugušajiem vienmērīgs pretstatā asimetriskam 3 ēdienreižu olbaltumvielu sadalījumam neuzrādīja būtiskas atšķirības 24 stundu muskuļu proteīnu frakcionētās sintēzes ātrumā (FSR: $2.16\pm 0.13\%/\text{day}$ vienmērīgajam pret $2.23\pm 0.09\%/\text{day}$ asimetriskajam, $p=0.647$) vai marķiera inkorporācijā muskuļu audos ($p=0.306$) [4]. Lai gan daži akūti Mamerow et al. dati uzrādīja augstāku frakcionētās sintēzes ātrumu pie vienmērīga sadalījuma, vairāki Kim et al. metabolisma pētījumi neatklāja nekādas atšķirības 24 stundu proteīnu kinētikā starp vienmērīgu un asimetrisku sadalījumu [4].

The Role of Daily Totals and Meal Thresholds

Kāpēc olbaltumvielu sadalījums dienas laikā nerada atšķirīgus rezultātus ilgstošos diētas periodos? Galvenais beztauku masas saglabāšanas noteicošais faktors ir atbilstoša kopējā diennakts olbaltumvielu daudzuma sasniegšana kombinācijā ar pietiekamu spēka treniņu stimulu [1, 10, P1, P2].

Ja kopējā dienas deva ir vidējā diapazonā (0,8 līdz 1,3 g/kg/dienā), ar vismaz vienu ēdienreizi dienā, kas pārsniedz piesātināmo anabolisko slieksni, pietiek, lai stimulētu MPS un uzturētu skeleta muskuļu veselību neatkarīgi no tā, kā atlikušās olbaltumvielas tiek sadalītas dienas gaitā [1]. Patiesībā, mākslīgi uzspiežot stingri sabalansētu sadalījumu pie zema vai robežlīmeņa dienas kopējā daudzuma (<0,80 g/kg/dienā), olbaltumvielu deva katrā ēdienreizē var tikt atšķaidīta tiktāl, ka neviena no ēdienreizēm nesasniedz leicīna slieksni, kas nepieciešams mTORC1 signalizācijas aktivizēšanai [1, 8]. Šādos apstākļos nesabalansēts modelis, kas nodrošina vismaz vienu pietiekami lielu devu, var būt fizioloģiski izdevīgāks nekā vairākas zem sliekšņa esošas ēdienreizes [1].

Papildus MPS stimulēšanai lielākas olbaltumvielu devas, kas pārsniedz sintēzes piesātinājuma slieksni, turpina izraisīt sistēmisku antikatabolisku efektu: liekās aminoskābes nomāc proteīnu noārdīšanos visā organismā, veicinot pozitīvu kopējo olbaltumvielu bilanci 24 stundu laikā [1].

Practical Recommendations for Athletes

Sportistiem un spēka treniņos pieredzējušiem indivīdiem hipokaloriskajos periodos kopējais diennakts olbaltumvielu daudzums un absolūtā katras ēdienreizes pietiekamība ir svarīgāka par stingriem sadalījuma intervāliem [1, 13, P1, P2]:

1. Establish Adequate Total Daily Intake: Uzturiet kopējo diennakts uzņemšanu 1,4 līdz 2,0 g/kg/dienā standarta deficīta laikā, lai saglabātu beztauku masu [13, P1]. Devām, kas pārsniedz 3,0 g/kg/dienā, var būt papildu ieguvumi tauku masas samazināšanai un sāta sajūtai slaidiem, spēka treniņos pieredzējušiem sportistiem izteikta enerģijas deficīta laikā [13].
2. Target Per-Meal Leucine Thresholds: Nodrošiniet, lai galvenās ēdienreizes sniegtu 0,25 līdz 0,40 g/kg (jeb 20 līdz 40 g kvalitatīva neskarta proteīna), kas satur 700 līdz 3000 mg leicīna [4, 13]. Pēc visa ķermeņa spēka treniņa devas līdz pat 40 g sūkalu proteīna maksimāli palielina akūto sintēzes atbildes reakciju [11].
3. Leverage Strategic Meal Timing: Lai gan ēdienreižu biežumu var pielāgot individuālajam grafikam un sāta sajūtas vēlmēm, olbaltumvielu sadalīšana 3 līdz 4 ēdienreizēs ar 3 līdz 4 stundu intervālu joprojām ir efektīva praktiska pieeja dienas mērķu sasniegšanai, neuzņemot pārmērīgi lielas atsevišķas porcijas [13, P3].
4. Consider Pre-Sleep Ingestion: 30 līdz 40 g lēnas uzsūkšanās proteīna (piemēram, kazeīna) uzņemšana pirms miega paaugstina nakts MPS un vielmaiņas ātrumu, neietekmējot lipolīzi [13].
5. Balance Macronutrient Trade-offs: Izturības sporta veidos olbaltumvielu sadalījums nedrīkst izspiest nepieciešamo ogļhidrātu atjaunošanu; pārmērīga olbaltumvielu uzņemšana (piemēram, 3,3 g/kg/dienā) uz ogļhidrātu pieejamības rēķina var pasliktināt augstas intensitātes sniegumu braucienos/skrējienos uz laiku [13].