Рослинний чи молочний протеїн для синтезу м’язового білка

Рослинні протеїни та багатокомпонентні рослинні суміші здатні стимулювати синтез м’язового білка (MPS) і підтримувати зростання сили та м’язової маси на рівні, порівнянному з молочними білками, такими як сироватковий і молочний протеїн, за умови достатнього загальнодобового споживання білка або якщо рослинне джерело забезпечує адекватний профіль незамінних амінокислот і лейцину [4, 10, 14, 16, 21]. Проте в розрахунку грам на грам незбагачені поодинокі рослинні джерела зазвичай містять менше незамінних амінокислот (EAA) та лейцину, ніж молочні білки, що може призводити до нижчої швидкості гострого MPS, якщо не збільшити порцію, не поєднати взаємодоповнювальні рослинні джерела або не додати чистий лейцин [10, 12, 13, 18].

Амінокислотний профіль рослинних і молочних протеїнів

Основним фізіологічним тригером MPS є наявність незамінних амінокислот, зокрема лейцину [5, 14]. Окремі ізоляти рослинного походження демонструють значну варіативність амінокислотного складу порівняно з тваринними білками [12, 13]. У той час як молочні білки, такі як сироватковий (43% EAA, 11,0% лейцину) та молочний (39% EAA, 9,0% лейцину), багаті на всі незамінні амінокислоти, ізоляти рослинного білка, наприклад вівсяний (21% EAA), люпиновий (21% EAA) та пшеничний (22% EAA), мають нижчу загальну частку EAA відносно скелетних м’язів людини (38% EAA, 7,6% лейцину) [13].

Вміст лейцину також суттєво різниться серед рослинних джерел: конопляний (5,1%) і люпиновий (5,2%) не досягають рекомендованої норми ВООЗ/ФАО/УООН у 5,9%, тоді як соєвий (6,9%), ріпаковий (6,9%), гороховий (7,2%), з бурого рису (7,4%), картопляний (8,3%) і кукурудзяний (13,5%) перевищують її [12, 13]. Крім того, рослинні джерела зазвичай містять менші концентрації лізину (від 1,4% до 6,0% проти 5,3%–9,0% у тваринних білках) і метіоніну (від 0,2% до 2,5% проти 2,2%–2,8% у тваринних білках) [12, 13]. Переробка рослинної сировини на концентрати або ізоляти усуває антипоживні фактори та відновлює засвоюваність амінокислот, проте дефіцит окремих амінокислот може зберігатися [12].

Гострий синтез м’язового білка: поодинокі джерела та суміші

Під час оцінки гострої швидкості синтезу м’язового білка тваринні білки демонструють помірну загальну перевагу впродовж усього дорослого віку, хоча дані метааналізів свідчать, що ця різниця має незначний розмір ефекту (ES рослинний:тваринний = 0,004) з низькою достовірністю доказів [2]. Метааналіз 12 досліджень виявив, що загальна різниця в гострій реакції між рослинним і тваринним білком відповідає 0,35-му процентилю біологічної варіативності, причому визначальним фактором є доза лейцину на прийом їжі, а не саме джерело білка [14].

У прямих порівняннях:

• Поодинокі джерела: сироватковий протеїн викликає сильнішу гостру реакцію MPS, ніж соєвий білок і міцелярний казеїн у стані спокою та після тренування в чоловіків старшого віку [9]. Так само пшеничний протеїн стимулює MPS слабше, ніж сироватковий, якщо його не збагатити додатковим лейцином [17].
• Рослинні суміші: поєднання взаємодоповнювальних рослинних білків нівелює обмеження окремих амінокислот. Наприклад, ізолят ріпакового білка багатий на сірковмісні амінокислоти (метіонін і цистеїн, ≥3 г/100 г), що компенсує природний дефіцит метіоніну в гороховому білку [10]. У молодих тренованих людей споживання 32 г рослинної суміші (39,5% горохового, 39,5% білка бурого рису, 21,0% ріпакового, що забезпечувало 2,5 г лейцину) стимулювало посттренувальний міофібрилярний синтез білка (MyoPS) ідентично ізоазотистій порції 32 г сироваткового протеїну протягом інтервалів 0–2 год та 2–4 год, попри те, що сироватка викликала на ~44% вищу концентрацію EAA у плазмі [4]. Аналогічно, 30 г суміші пшеничного, кукурудзяного та горохового протеїнів (співвідношення 2:1:1, що дає ~2,4 г лейцину) за гострою реакцією MPS відповідали молочному білку [10, 14].

Стратегії досягнення анаболічного ефекту молочного білка

Дослідження виділяють три основні підходи для зрівняння анаболічної відповіді рослинних білків із молочними:

1. Збагачення лейцином: у здорових молодих дорослих порція 20 г горохово-ріпакової суміші викликала значно нижчий змішаний MPS, ніж ізолят сироватки, якщо суміш не збагачували вільним лейцином (PBP + Leu), що забезпечувало відповідь MPS, еквівалентну сироватці (P = 0,052) [10]. У дослідженнях на літніх тваринах додавання 12% вільного лейцину до суміші гороху та сої відновило MPS і активацію шляху mTOR (фосфорилювання 4EBP1) до рівнів, які спостерігаються при вживанні ізоляту сироваткового протеїну [18].
2. Стратегічне комбінування: поєднання злакових культур (вищий вміст метіоніну, нижчий — лізину) з бобовими (вищий вміст лізину, нижчий — метіоніну) або капустяними створює амінокислотний профіль, здатний викликати повноцінний постпрандіальний MPS [4, 10, 14].
3. Збільшення дози: оскільки абсолютний поріг лейцину та EAA є тригером для MPS, споживання більшої порції окремого рослинного білка забезпечує надходження необхідної кількості незамінних амінокислот. Наприклад, вживання 26 г ізоляту соєвого білка еквівалентне 19 г ізоляту сироваткового протеїну, оскільки обидва варіанти дають однакові 2,0 г лейцину [21].

Довгострокові результати щодо гіпертрофії та сили

Довгострокові тренувальні дослідження показують, що ці гострі фізіологічні стратегії успішно трансформуються в хронічні адаптації [14, 16, 21]. Метааналіз 16 рандомізованих контрольованих досліджень продемонстрував, що джерело білка загалом не впливає на абсолютну знежирену масу чи м’язову силу, коли загальне споживання білка перевищує норму RDA [1]. Однак аналіз підгруп показав, що тваринний білок сприяв більшому відсотку знежиреної маси та давав невеликий приріст абсолютної знежиреної маси (зважена середня різниця: 0,41 кг) і відсотка знежиреної маси (0,50%) у молодих людей (<50 років), тоді як силові тренування не змінювали результатів порівняння [1].

За умови використання спеціальних рослинних формул або достатнього добового споживання:

• 12-тижневе дослідження за участю нетренованих молодих чоловіків, які приймали 45 г/день або збалансованої за лейцином рослинної суміші гороху/сої, або сироваткового протеїну під час силових тренувань, виявило статистично еквівалентне зростання загальної знежиреної маси тіла (2,4 кг для рослинного проти 2,5 кг для тваринного), апендикулярної знежиреної маси (1,2 кг проти 1,8 кг), площі поперечного перерізу латерального широкого м’яза стегна (0,9 см² проти 1,3 см²) та сили в жимі ногами на 1ПМ (64 кг проти 63 кг) [16, 17].
• Щоденний прийом 2 г лейцину у формі 26 г ізоляту соєвого білка або 19 г ізоляту сироваткового протеїну протягом 12 тижнів тренувань призвів до однакового приросту знежиреної маси тіла (1,54 кг в обох групах) і пікового моменту сили розгиначів/згиначів гомілки [21].
• Вживання 25 г горохового протеїну двічі на день протягом 12 тижнів забезпечило збільшення товщини м’язів верхньої частини тіла, яке можна порівняти з дією сироваткового протеїну та яке значно перевершувало плацебо в менш тренованих учасників [7].
• У веганів, які споживали 1,6 г/кг/день із взаємодоповнювальних рослинних джерел паралельно із силовими тренуваннями, приріст знежиреної маси ніг, площі поперечного перерізу м’язових волокон та силові адаптації повністю відповідали показникам на всеїдній дієті [14].

Вікові особливості та анаболічна резистентність

Вік є ключовим фактором, що модулює реакцію на рослинні та молочні білки [2, 9, 20]. Маса скелетних м’язів зменшується в середньому на 1–2% на рік після 50 років, причому виражена втрата м’язів спостерігається у 5%–13% людей віком 60–80 років і в 11%–50% осіб старше 80 років [9]. У людей літнього віку розвивається анаболічна резистентність, через що для стимуляції MPS їм потрібно понад 2 г лейцину на прийом їжі, тоді як молодим людям достатньо 1 г у поєднанні з тренуваннями [20].

Метааналізи підгруп вказують на те, що тваринні білки демонструють виразнішу стимулювальну перевагу над рослинними саме в літньому віці порівняно з молоддю [2]. У жінок літнього віку в стані спокою невеликі порції EAA, збагачених лейцином (1,5 г LEAA), і сироватковий білок стимулюють ранній MPS (0–2 год), проте більші цільні дози (6 г LEAA або 40 г сироватки) або наявність фізичного навантаження необхідні для підтримки MPS та анаболічного сигналінгу (p-p70S6K1) протягом 4 годин [5]. Додатковий прийом 10 г вільного лейцину на день (по 5 г двічі на добу) під час силових тренувань значно покращує функціональні тести та силу ніг у людей старше 70 років [20]. Для людей літнього віку, які використовують рослинні білки, орієнтація на загальне споживання на рівні 1,0–1,2 г/кг/день і цілеспрямоване збагачення страв лейцином або взаємодоповнювальними сумішами є критично важливими для збереження знежиреної маси [9, 20].