Растителни наспроти млечни протеини за мускулна протеинска синтеза

Растителните протеини и мешавините од повеќе растителни извори можат да ја стимулираат мускулната протеинска синтеза (MPS) и да го поддржат зголемувањето на силата и мускулната хипертрофија во мера споредлива со млечните протеини како што се сурутката и млекото, под услов вкупниот дневен внес на протеини да е доволен или растителниот извор да обезбедува соодветен профил на есенцијални аминокиселини и леуцин [4, 10, 14, 16, 21]. Сепак, грам за грам, незајакнатите поединечни растителни извори често содржат помалку есенцијални аминокиселини (EAA) и леуцин во споредба со млечните протеини, што може да доведе до пониски стапки на акутна MPS, освен ако не се зголемат дозите, не се комбинираат комплементарни растителни извори или не се додаде слободен леуцин [10, 12, 13, 18].

Аминокиселинскиот профил на растителните наспроти млечните протеини

Главен физиолошки двигател на MPS е достапноста на есенцијалните аминокиселини, особено леуцинот [5, 14]. Поединечните растителни протеински изолати покажуваат значителни варијации во аминокиселинскиот состав во споредба со протеините од животинско потекло [12, 13]. Додека млечните протеини како сурутката (43% EAA, 11,0% леуцин) и млекото (39% EAA, 9,0% леуцин) се богати со сите есенцијални аминокиселини, растителните протеински изолати како овесот (21% EAA), лупината (21% EAA) и пченицата (22% EAA) имаат помал вкупен удел на EAA во однос на човечкиот скелетен мускул (38% EAA, 7,6% леуцин) [13].

Содржината на леуцин исто така значително варира меѓу растителните извори: конопот (5,1%) и лупината (5,2%) се под препораката на СЗО/ФАО/УНУ од 5,9%, додека сојата (6,9%), канолата (6,9%), грашокот (7,2%), кафеавиот ориз (7,4%), компирот (8,3%) и пченката (13,5%) ја надминуваат [12, 13]. Дополнително, растителните извори обично имаат пониски концентрации на лизин (1,4% до 6,0% наспроти 5,3% до 9,0% кај животинските протеини) и метионин (0,2% до 2,5% наспроти 2,2% до 2,8% кај животинските протеини) [12, 13]. Преработката на растителните извори во концентрати или изолати ги отстранува антинутритивните фактори и ја подобрува апсорпцијата на аминокиселините, но одредени дефицити на поединечни аминокиселини можат да останат [12].

Акутна мускулна протеинска синтеза: поединечни извори и мешавини

При проценка на акутните стапки на мускулна протеинска синтеза, протеините од животинско потекло покажуваат скромна севкупна предност низ целиот животен век кај возрасните, иако мета-аналитичките податоци покажуваат дека оваа разлика има занемарлива големина на ефект (ES растение:животно = 0,004) со ниска сигурност на доказите [2]. Мета-анализа на 12 студии утврди дека севкупната разлика во акутниот одговор меѓу растителните и животинските протеини се наоѓа на 0,35-тиот перцентил на биолошка варијација, при што дозата на леуцин по оброк е главен одлучувачки фактор, а не самиот извор на протеин [14].

Во директни споредби:

• Поединечни извори: Протеинот од сурутка предизвикува поголем акутен MPS одговор отколку протеинот од соја и мицеларниот казеин во мирување и по вежбање кај повозрасни мажи [9]. Слично на тоа, пченичниот протеин стимулира помала MPS од сурутката, освен ако не се збогати со додаден леуцин [17].
• Растителни мешавини: Комбинирањето на комплементарни растителни протеини ги надминува ограничувањата на поединечните аминокиселини. На пример, изолатот од протеин од канола е богат со сулфурни аминокиселини (метионин и цистеин, ≥3 g/100 g), со што се компензира природниот дефицит на метионин во протеинот од грашок [10]. Кај млади лица кои тренираат со оптоварување, внесот на 32 g растителна мешавина (39,5% грашок, 39,5% кафеав ориз, 21,0% канола која обезбедува 2,5 g леуцин) ја стимулираше пост-тренажната миофибриларна протеинска синтеза (MyoPS) идентично како и изонитрогена доза од 32 g сурутка во период од 0–2 ч и 2–4 ч, иако сурутката предизвика ~44% повисоки концентрации на EAA во плазмата [4]. Слично, мешавина од 30 g пченица, пченка и грашок (сооднос 2:1:1 која обезбедува ~2,4 g леуцин) го изедначи акутниот MPS одговор на млечниот протеин [10, 14].

Стратегии за изедначување со анаболизмот на млечните протеини

Истражувањата идентификуваат три главни пристапи за изедначување на анаболичкиот одговор на растителните протеини со оној на млечните:

1. Збогатување со леуцин: Кај здрави млади возрасни лица кои консумирале доза од 20 g мешавина од грашок и канола, мешаната MPS беше значително пониска во споредба со изолат од сурутка, освен кога беше збогатена со слободен леуцин (PBP + Leu), што произведе MPS одговор еквивалентен на сурутката (P = 0,052) [10]. Кај постари животински модели, додавањето на 12% слободен леуцин во мешавина од грашок и соја ја врати MPS и активацијата на mTOR патот (фосфорилација на 4EBP1) на нивоата забележани со изолат од протеин од сурутка [18].
2. Стратешко комбинирање: Комбинирањето на житарици (побогати со метионин, посиромашни со лизин) со мешунки (побогати со лизин, посиромашни со метионин) или крстоцветни растенија создава аминокиселински профил способен да активира целосна постпрандијална MPS [4, 10, 14].
3. Зголемување на дозата: Бидејќи апсолутниот праг на леуцин и EAA го диктира активирањето на MPS, внесувањето на поголема порција од поединечен растителен протеин ја постигнува истата испорака на есенцијални аминокиселини. На пример, внесот на 26 g изолат од протеин од соја е еквивалентен на 19 g изолат од протеин од сурутка преку обезбедување на истите 2,0 g леуцин [21].

Долгорочни резултати во хипертрофија и сила

Долгорочните тренажни студии покажуваат дека овие акутни физиолошки стратегии успешно се преточуваат во хронични адаптации [14, 16, 21]. Мета-анализа на 16 рандомизирани контролирани студии покажа дека изворот на протеини во целина не влијае врз апсолутната чиста маса или мускулната сила кога вкупниот внес на протеини е генерално над препорачаните дневни вредности (RDA) [1]. Сепак, подгрупната анализа покажа дека животинскиот протеин имаше мала предност во процентот на чиста маса и доведе до мали зголемувања на апсолутната чиста маса (просечна пондерирана разлика: 0,41 kg) и процентот на чиста маса (0,50%) кај помлади возрасни лица (<50 години), додека тренингот со оптоварување не го промени компаративниот исход [1].

Кога се применуваат специфични растителни формулации или соодветен дневен внес:

• 12-неделна студија кај нетренирани млади мажи кои земале 45 g/ден од растителна мешавина од грашок/соја изедначена по леуцин или протеин од сурутка за време на тренинг со оптоварување, покажа статистички еквивалентни зголемувања на чистата маса на целото тело (2,4 kg PLNT наспроти 2,5 kg ANML), чистата маса на екстремитетите (1,2 kg наспроти 1,8 kg), површината на попречниот пресек на vastus lateralis (0,9 cm² наспроти 1,3 cm²) и силата на 1RM на лег-преса (64 kg наспроти 63 kg) [16, 17].
• Дневна суплементација со изедначени 2 g леуцин преку 26 g изолат од соин протеин или 19 g изолат од протеин од сурутка во текот на 12 недели тренинг резултираше со еквивалентни придобивки во чиста телесна маса (1,54 kg во двете групи) и вртежен момент на екстензорите/флексорите на нозете [21].
• Внесувањето на 25 g протеин од грашок двапати дневно во текот на 12 недели доведе до зголемување на мускулната дебелина на горниот дел од телото споредливо со протеинот од сурутка и значително супериорно во однос на плацебо кај послабите учесници [7].
• Кај вегани кои внесувале 1,6 g/kg/ден од комплементарни растителни извори паралелно со тренинг со оптоварување, чистата маса на нозете, површината на попречниот пресек на мускулните влакна и адаптациите во силата целосно се совпаднаа со оние на сештојадна исхрана [14].

Аспекти поврзани со возраста и анаболичка резистенција

Возраста е значајна варијабла која го модулира одговорот на растителните во споредба со млечните протеини [2, 9, 20]. Скелетната мускулна маса се намалува со просечна стапка од 1–2% годишно по 50-тата година, при што сериозно губење на мускулна маса засега 5%–13% од возрасните на возраст од 60–80 години и 11%–50% од оние над 80 години [9]. Повозрасните лица се соочуваат со анаболичка резистенција, барајќи повеќе од 2 g леуцин по оброк за да ја стимулираат MPS во иста мера како што младите возрасни постигнуваат со 1 g во комбинација со вежбање [20].

Подгрупните мета-анализи укажуваат дека протеините од животинско потекло покажуваат поизразена стимулативна предност во однос на растителните протеини кај постарите возрасни лица во споредба со помладите групи [2]. Кај повозрасни жени во мирување, мали дози на EAA збогатени со леуцин (1,5 g LEAA) и протеин од сурутка ја стимулираат раната MPS (0–2 ч), но поголеми интактни дози (6 g LEAA или 40 g сурутка) или присуство на вежбање се неопходни за да се одржи MPS и анаболичката сигнализација (p-p70S6K1) во текот на 4 часа [5]. Суплементацијата со 10 g слободен леуцин дневно (5 g двапати дневно) за време на тренинг со оптоварување значително ги подобрува функционалните тестови и силата на нозете кај возрасни над 70 години [20]. За постарата популација која користи растителни протеини, стремежот кон вкупен внес во опсег од 1,0–1,2 g/kg/ден и наменското збогатување на оброците со леуцин или комплементарни мешавини е особено критично за одржување на чистата мускулна маса [9, 20].