Растительный или молочный протеин для синтеза мышечного белка

Растительные протеины и многокомпонентные растительные смеси способны стимулировать синтез мышечного белка (СМБ) и поддерживать рост силы и гипертрофию мышц на уровне, сопоставимом с молочными белками (такими как сывороточный протеин и молоко), при условии достаточного общего суточного потребления белка или наличия адекватного профиля незаменимых аминокислот и лейцина в растительном источнике [4, 10, 14, 16, 21]. Однако в пересчете грамм на грамм отдельные необогащенные растительные источники часто содержат меньше незаменимых аминокислот (EAA) и лейцина по сравнению с молочными белками. Это может приводить к более низким показателям острого СМБ, если только не увеличить разовую дозу, не скомбинировать взаимодополняющие растительные источники или не добавить свободный лейцин [10, 12, 13, 18].

Аминокислотный профиль растительных и молочных белков

Основным физиологическим стимулом СМБ является доступность незаменимых аминокислот, в частности лейцина [5, 14]. Отдельные изоляты растительного белка демонстрируют заметные различия в аминокислотном составе по сравнению с белками животного происхождения [12, 13]. В то время как молочные белки, такие как сывороточный (43% EAA, 11,0% лейцина) и молочный (39% EAA, 9,0% лейцина), богаты всеми незаменимыми аминокислотами, изоляты растительных белков, например овсяного (21% EAA), люпинового (21% EAA) и пшеничного (22% EAA), имеют более низкую общую долю EAA по сравнению со скелетными мышцами человека (38% EAA, 7,6% лейцина) [13].

Содержание лейцина также сильно варьируется среди растительных источников: конопляный (5,1%) и люпиновый (5,2%) не достигают нормы ВОЗ/ФАО/УООН в 5,9%, тогда как соевый (6,9%), рапсовый (6,9%), гороховый (7,2%), из бурого риса (7,4%), картофельный (8,3%) и кукурузный (13,5%) превосходят ее [12, 13]. Кроме того, растительные источники обычно имеют более низкие концентрации лизина (от 1,4% до 6,0% против 5,3%–9,0% в животных белках) и метионина (от 0,2% до 2,5% против 2,2%–2,8% в животных белках) [12, 13]. Переработка растительного сырья в концентраты или изоляты удаляет антипитательные факторы и восстанавливает усвояемость аминокислот, однако дефицит отдельных аминокислот все еще может сохраняться [12].

Острый синтез мышечного белка: моноисточники и смеси

При оценке острой реакции синтеза мышечного белка белки животного происхождения демонстрируют небольшое общее преимущество на протяжении всей взрослой жизни, хотя метааналитические данные показывают, что эта разница имеет ничтожный размер эффекта (ES Растительный:Животный = 0,004) при низкой степени уверенности в доказательствах [2]. Метаанализ 12 исследований показал, что общая разница в острой реакции между растительным и животным белком находилась на уровне 0,35-го процентиля биологической вариативности, при этом определяющим фактором выступала разовая доза лейцина в приеме пищи, а не сам источник белка [14].

В прямых сравнениях:

• Моноисточники: Сывороточный протеин вызывает более выраженную острую реакцию СМБ, чем соевый белок и мицеллярный казеин, как в покое, так и после тренировки у пожилых мужчин [9]. Аналогично, пшеничный белок стимулирует СМБ слабее, чем сывороточный, если только он не обогащен дополнительным лейцином [17].
• Растительные смеси: Комбинирование взаимодополняющих растительных белков позволяет нивелировать ограничения отдельных аминокислот. Например, изолят рапсового белка богат серосодержащими аминокислотами (метионин и цистеин, ≥3 г/100 г), что компенсирует естественный дефицит метионина в гороховом белке [10]. У молодых тренированных взрослых прием 32 г растительной смеси (39,5% гороха, 39,5% бурого риса, 21,0% рапса, содержащей 2,5 г лейцина) стимулировал посттренировочный миофибриллярный синтез белка (MyoPS) абсолютно так же, как и изоазотистая порция 32 г сывороточного белка в интервалах 0–2 ч и 2–4 ч, несмотря на то что сывороточный белок вызывал концентрацию EAA в плазме крови примерно на 44% выше [4]. Точно так же 30 г смеси пшеницы, кукурузы и гороха (в соотношении 2:1:1, содержащей ~2,4 г лейцина) соответствовали по острому ответу СМБ молочному белку [10, 14].

Стратегии достижения анаболического эффекта молочного белка

Исследования выделяют три основных подхода, позволяющих приблизить анаболический ответ растительных белков к молочным:

1. Обогащение лейцином: У здоровых молодых людей при употреблении 20 г смеси гороха и рапса смешанный СМБ был значительно ниже, чем при приеме сывороточного изолята, если только смесь не обогащалась свободным лейцином (PBP + Leu), что обеспечивало ответ СМБ, эквивалентный сыворотке (P = 0,052) [10]. В моделях на стареющих животных добавление 12% свободного лейцина к смеси гороха и сои восстанавливало СМБ и активацию пути mTOR (фосфорилирование 4EBP1) до уровней изолята сывороточного белка [18].
2. Грамотное смешивание: Сочетание зерновых культур (с более высоким содержанием метионина и низким — лизина) с бобовыми (больше лизина, меньше метионина) или крестоцветными создает аминокислотный профиль, способный полноценно запускать постпрандиальный СМБ [4, 10, 14].
3. Увеличение разовой дозы: Поскольку триггером для запуска СМБ служит абсолютный порог лейцина и EAA, увеличение порции одного растительного белка обеспечивает поступление необходимого количества незаменимых аминокислот. Например, 26 г изолята соевого белка эквивалентны 19 г изолята сывороточного белка, так как содержат те же 2,0 г лейцина [21].

Долгосрочные результаты: гипертрофия и сила

Долгосрочные тренировочные исследования показывают, что эти стратегии острой стимуляции успешно трансформируются в долговременные адаптации [14, 16, 21]. Метаанализ 16 рандомизированных контролируемых исследований показал, что источник белка в целом не влияет на абсолютную сухую массу или мышечную силу, если общее потребление белка превышает рекомендуемую суточную норму (RDA) [1]. Однако анализ подгрупп выявил, что животный белок давал преимущество в процентном содержании сухой массы и приводил к небольшому приросту абсолютной сухой массы (взвешенная разность средних: 0,41 кг) и процента сухой массы (0,50%) у молодых взрослых (<50 лет), в то время как силовые тренировки не меняли сравнительный исход [1].

При использовании специализированных растительных формул или адекватного суточного потребления:

• 12-недельное исследование с участием нетренированных молодых мужчин, принимавших 45 г/день смеси горохового и соевого белков (с уравненным содержанием лейцина) либо сывороточный протеин на фоне силовых тренировок, показало статистически эквивалентный прирост общей сухой массы тела (2,4 кг в растительной группе против 2,5 кг в животной), аппендикулярной сухой массы (1,2 кг против 1,8 кг), площади поперечного сечения латеральной широкой мышцы бедра (0,9 см² против 1,3 см²) и силы в жиме ногами на 1ПМ (64 кг против 63 кг) [16, 17].
• Ежедневный прием добавок, содержащих 2 г лейцина за счет 26 г изолята соевого белка или 19 г изолята сывороточного белка, на протяжении 12 недель тренировок привел к равнозначному приросту сухой массы тела (1,54 кг в обеих группах) и крутящего момента разгибателей/сгибателей голени [21].
• Прием 25 г горохового протеина дважды в день в течение 12 недель обеспечил прирост толщины мышц верхней части тела, сопоставимый с сывороточным протеином и значительно превосходящий плацебо у менее тренированных участников [7].
• У веганов, потреблявших 1,6 г/кг/день белка из взаимодополняющих растительных источников в сочетании с силовыми тренировками, показатели прироста сухой массы ног, площади поперечного сечения мышечных волокон и силы полностью соответствовали результатам участников на всеядной диете [14].

Возрастные особенности и анаболическая резистентность

Возраст является ключевым фактором, влияющим на отклик организма на растительные и молочные белки [2, 9, 20]. Скелетная мышечная масса снижается в среднем на 1–2% в год после 50 лет, при этом выраженная потеря мышечной массы затрагивает 5%–13% людей в возрасте 60–80 лет и 11%–50% старше 80 лет [9]. Пожилые люди сталкиваются с анаболической резистентностью: им требуется более 2 г лейцина на один прием пищи для стимуляции СМБ в той же степени, в какой молодым людям достаточно 1 г в сочетании с физической нагрузкой [20].

Метаанализы подгрупп указывают на то, что белки животного происхождения имеют более выраженное стимулирующее преимущество перед растительными белками у пожилых людей по сравнению с молодыми группами [2]. У пожилых женщин в покое небольшие дозы EAA, обогащенные лейцином (1,5 г LEAA), и сывороточный протеин стимулируют ранний СМБ (0–2 ч), однако для поддержания СМБ и анаболического сигналинга (p-p70S6K1) в течение 4 часов требуются более крупные дозы цельного белка (6 г LEAA или 40 г сывороточного протеина) либо выполнение упражнений [5]. Дополнительный прием 10 г свободного лейцина в день (по 5 г два раза в день) во время силовых тренировок существенно улучшает функциональные показатели и силу ног у взрослых старше 70 лет [20]. Для пожилых людей, использующих растительный белок, поддержание общего суточного уровня в пределах 1,0–1,2 г/кг/день и целенаправленное обогащение приемов пищи лейцином или комбинирование смесей белков имеет решающее значение для сохранения сухой массы тела [9, 20].