Planteprotein vs. meieriprotein for muskelproteinsyntese

Plantebaserte proteiner og flerkomponents planteblandinger kan stimulere muskelproteinsyntese (MPS) og støtte opp under styrke- og muskelvekst i like stor grad som meieriproteiner som myse (whey) og melk, forutsatt at det totale daglige proteininntaket er tilstrekkelig, eller at plantekilden gir en fullgod profil av essensielle aminosyrer og leucin [4, 10, 14, 16, 21]. Gram for gram har imidlertid enkeltstående, uberikede plantekilder ofte lavere innhold av essensielle aminosyrer (EAA) og leucin enn meieriproteiner, noe som kan gi lavere akutt MPS-respons med mindre dosene økes, komplementære plantekilder blandes, eller det tilsettes fri leucin [10, 12, 13, 18].

Aminosyreprofilen til plante- vs. meieriproteiner

Den viktigste fysiologiske driveren for MPS er tilgjengeligheten av essensielle aminosyrer, særlig leucin [5, 14]. Individuelle planteproteinisolater viser betydelig variasjon i aminosyresammensetning sammenlignet med animalske proteiner [12, 13]. Mens meieriproteiner som myse (43 % EAA, 11,0 % leucin) og melk (39 % EAA, 9,0 % leucin) er rike på alle essensielle aminosyrer, har planteproteinisolater som havre (21 % EAA), lupin (21 % EAA) og hvete (22 % EAA) lavere totale EAA-andeler sammenlignet med menneskelig skjelettmuskulatur (38 % EAA, 7,6 % leucin) [13].

Leucininnholdet varierer også sterkt mellom ulike plantekilder: Hamp (5,1 %) og lupin (5,2 %) ligger under WHO/FAO/UNU-kravet på 5,9 %, mens soya (6,9 %), raps/canola (6,9 %), erteprotein (7,2 %), brun ris (7,4 %), potet (8,3 %) og mais (13,5 %) overgår dette [12, 13]. I tillegg har plantekilder vanligvis lavere konsentrasjoner av lysin (1,4 % til 6,0 % mot 5,3 % til 9,0 % i animalske proteiner) og metionin (0,2 % til 2,5 % mot 2,2 % til 2,8 % i animalske proteiner) [12, 13]. Å foredle plantekilder til konsentrater eller isolater fjerner antinæringsstoffer og gjenoppretter aminosyreopptaket, men mangel på spesifikke aminosyrer kan fortsatt bestå [12].

Akutt muskelproteinsyntese: Enkeltkilder og blandinger

Ved vurdering av akutte rater for muskelproteinsyntese har animalske proteiner en beskjeden samlet fordel gjennom hele det voksne livsløpet, men metaanalytiske data viser at denne forskjellen har en ubetydelig effektstørrelse (ES Plante:Dyr = 0,004) med lav evidensgrad [2]. En metaanalyse av 12 studier fant at den generelle forskjellen i akutt respons mellom plante- og animalsk protein lå på 0,35-persentilen for biologisk variasjon, der leucindosen per måltid fungerte som den avgjørende faktoren fremfor proteinkilden i seg selv [14].

I direkte sammenligninger:

• Enkeltkilder: Myseprotein gir en større akutt MPS-respons enn soyaprotein og micellært kasein både i hvile og etter trening hos eldre menn [9]. På samme måte stimulerer hveteprotein lavere MPS enn myse, med mindre det berikes med tilsatt leucin [17].
• Planteblandinger: Ved å kombinere komplementære planteproteiner omgår man begrensningene i enkeltstående aminosyrer. For eksempel er rapsisolat rikt på svovelholdige aminosyrer (metionin og cystein, ≥3 g/100 g), noe som kompenserer for den naturlige metioninmangelen i erteprotein [10]. Hos unge styrketrente voksne stimulerte inntak av 32 g av en planteblanding (39,5 % ert, 39,5 % brun ris, 21,0 % raps med 2,5 g leucin) myofibrillær proteinsyntese (MyoPS) etter trening identisk med en isonitrogen dose på 32 g myse over 0–2 t og 2–4 t, til tross for at myse ga ~44 % høyere EAA-konsentrasjoner i plasma [4]. Likeledes ga en blanding på 30 g av hvete, mais og ert (forholdet 2:1:1 med ~2,4 g leucin) samme akutte MPS-respons som melkeprotein [10, 14].

Strategier for å matche anabolismen fra meieriprodukter

Forskningen peker på tre primære tilnærminger for å gjøre den anabole responsen fra planteproteiner likeverdig med meieriprotein:

1. Leucinberiking: Hos friske unge voksne som inntok en dose på 20 g av en erte- og rapsblanding, var blandet MPS signifikant lavere enn med myseisolat, med mindre blandingen ble beriket med fri leucin (PBP + Leu), noe som ga en MPS-respons tilsvarende myse (P = 0,052) [10]. I eldre dyremodeller gjenopprettet tilsetning av 12 % fri leucin til en erte-/soyablanding MPS og aktivering av mTOR-signalveien (4EBP1-fosforylering) til samme nivåer som med myseproteinisolat [18].
2. Strategisk blanding: Å kombinere korn (høyere på metionin, lavere på lysin) med belgvekster (høyere på lysin, lavere på metionin) eller korsblomstrende planter gir en aminosyreprofil som fullt ut kan utløse postprandiell MPS [4, 10, 14].
3. Øke dosen: Fordi den absolutte terskelen for leucin og EAA styrer aktiveringen av MPS, vil en større porsjon av et enkelt planteprotein levere den nødvendige mengden essensielle aminosyrer. For eksempel vil 26 g soyaproteinisolat tilsvare 19 g myseproteinisolat ved å levere 2,0 g leucin [21].

Langsiktige resultater for hypertrofi og styrke

Langsiktige treningsstudier indikerer at disse akutte fysiologiske strategiene overføres godt til kroniske tilpasninger [14, 16, 21]. En metaanalyse av 16 randomiserte kontrollerte studier fant at proteinkilde samlet sett ikke påvirker absolutt fettfri masse eller muskelstyrke når det totale proteininntaket generelt ligger over anbefalt dagsbehov [1]. Subgruppeanalyser viste imidlertid at animalsk protein ga en fordel for prosentvis fettfri masse og ga små økninger i absolutt fettfri masse (vektet gjennomsnittlig forskjell: 0,41 kg) og prosentvis fettfri masse (0,50 %) hos yngre voksne (<50 år), mens styrketrening ikke endret det relative utfallet [1].

Når spesifikke plantesammensetninger eller tilstrekkelige daglige inntak benyttes:

• En 12-ukers studie på utrente unge menn som tok 45 g/dag av enten en leucinmatchet erte-/soyablanding eller myseprotein under styrketrening, fant statistisk likeverdige økninger i total fettfri masse (2,4 kg for plante vs. 2,5 kg for animalsk), appendikulær fettfri masse (1,2 kg vs. 1,8 kg), tverrsnittsareal i vastus lateralis (0,9 cm² vs. 1,3 cm²) og 1RM i benpress (64 kg vs. 63 kg) [16, 17].
• Daglig tilskudd matchet til 2 g leucin via 26 g soyaproteinisolat eller 19 g myseproteinisolat over 12 ukers trening resulterte i tilsvarende økning i fettfri masse (1,54 kg på tvers av grupper) og dreiemoment i kneekstensjon/-fleksjon [21].
• Inntak av 25 g erteprotein to ganger daglig over 12 uker ga økninger i overkroppens muskeltykkelse på linje med myseprotein, og signifikant bedre enn placebo hos svakere deltakere [7].
• Hos veganere med et inntak på 1,6 g/kg/dag fra komplementære plantekilder i kombinasjon med styrketrening, var økning i fettfri masse i bena, muskelfibertverrsnitt og styrke helt på nivå med et altetende kosthold [14].

Aldersrelaterte hensyn og anabol motstand

Alder er en avgjørende faktor for hvordan kroppen responderer på plante- kontra meieriprotein [2, 9, 20]. Skjelettmuskelmasse reduseres med et gjennomsnitt på 1–2 % per år etter fylte 50 år, og alvorlig muskeltap rammer 5–13 % av voksne mellom 60 og 80 år, og 11–50 % av de over 80 år [9]. Eldre voksne opplever anabol motstand, og trenger mer enn 2 g leucin per måltid for å stimulere MPS i samme grad som unge voksne oppnår med 1 g i kombinasjon med trening [20].

Subgruppe-metaanalyser viser at animalske proteiner har en mer markant stimulerende fordel fremfor planteproteiner hos eldre sammenlignet med yngre aldersgrupper [2]. Hos eldre kvinner i hvile stimulerer små doser med leucinberiket EAA (1,5 g LEAA) og myseprotein tidlig MPS (0–2 t), men større intakte doser (6 g LEAA eller 40 g myse) eller trening er nødvendig for å opprettholde MPS og anabole signaler (p-p70S6K1) over 4 timer [5]. Tilskudd av 10 g fri leucin daglig (5 g to ganger daglig) under styrketrening gir betydelig bedre resultater på funksjonelle tester og benstyrke hos voksne over 70 år [20]. For eldre som bruker planteproteiner, er et samlet inntak i området 1,0–1,2 g/kg/dag, samt bevisst beriking av måltider med leucin eller komplementære blandinger, spesielt avgjørende for å bevare muskelmassen [9, 20].