Táplálkozás és izomfehérje szintézis: leíró áttekintés

Dan J. Weinert

* Akadémiai programok dékánja, a Palmer College of Chiropractic, 1000 Brady Street, Davenport, Iowa 52803. Telefon: (563) 884-5761 (iroda), (563) 884-5624 (fax)

Absztrakt

Háttér

A kiropraktika orvosai gyakran terápiás gyakorlatot és táplálkozási tanácsokat adnak a betegeknek. A csontvázizom egészségben és betegségekben betöltött szerepét alábecsülik. A fehérjefogyasztás és a testmozgás közötti szinergia megteremtése elősegíti a fehérjeszintézist és befolyásolhatja a betegek kimenetelét.

Célkitűzés

Áttekinteni a fehérje anyagcserét és a testmozgást leíró irodalmat, amely összefügg a kiropraktikus egészségügyi ellátás gyakorlatával.

Módszer

A PubMed és a Web of Science adatbázisokat a fehérje-anyagcsere, a fehérjeszintézis, a testmozgás, a tejsavó, a szója és az ellenállóképzés kulcsfontosságú kifejezések felhasználásával kerestük különféle kombinációkban. A korlátok kizárták azoknak a tanulmányoknak a használatát, amelyek nem emberi témákon alapultak, csecsemőket vagy betegségeket tartalmaztak, vagy 1988 előtt jelentek meg. Végül harminc cikket vontak be elemzésre.

Vita

A fehérjefogyasztás mennyisége, típusa és időzítése kritikus szerepet játszik a fehérjeszintézis elősegítésében. A fehérjeszintézis mögött álló intracelluláris mechanizmus sok egymással összefüggő, érdekes komponenssel rendelkezik.

Következtetés

A testhez való alkalmazkodás (fehérjeszintézis) fokozható a fehérje típusának, az elfogyasztott fehérje mennyiségének és a fehérje-fogyasztás időzítésének szabályozásával. A kiropraktika orvosai befolyásolhatják a páciens kimenetelét, ha a fehérjeszintézisre vonatkozó empirikus bizonyítékokat használnak a fehérjefogyasztásról és a testmozgásról.

Önéletrajz

Données fondamentales

Les praticiens en chiropratique ajánló souvent à leurs páciensek terápiás gyakorlatok és táplálkozási gyakorlatok. A sous-estime le rôle que jouent les izmok squelettiques dans la santé comme dans les maladies. Créer une synergie entre la consommation de protéines et l'ercercice favorise la synthèse des protéines et peut avoir des répercussions chez le beteg.

Objektív

Passer en revue la document décrivant le metabolisme de la protéine et l'exercice et la façon dont le tout est relié à la pratique des soins de santé en chiropratique.

Méthode

A PubMed és a Web of Science en efféleé une recherche des base de données du utubus de mott clés «metabolismes de la protéine», «synthèse de la protéine», «exercice», «lactosérum», «soja» és «entraînement contre rezisztencia »ainsi que des variantes de ces derniers. Egy kivételes dokumentumon ne s’appliquant pas aux êtres humains, ceux portant sur des enfants ou des personnes malades, ou qui avaient été publiés avant 1988. Trente documents ont été finalement incans dans l’analyse.

Vita

Le kötet, le típus és le moment de la consommation de protéines jouent tous des rôles essentiels dans la promotion de la synthèse de la protéine. Le mécanisme intracellulaire à l’origine de la synthèse de la protéine a plusieurs composantes intéressantes, qui sont interreliées.

Következtetés

Une adaptation à l’ercercice (synthèse de la protéine) peut être améliorée en limitant le type de protéines, le volume des protéines consommées et le moment de la consommation des protéines. Les chiropraticiens peuvent avoir une incidence sur les résultats pour le patient en utilisant une preuve empirique sur la consommation des protéines et l'exercice pour maximiser la synthèse des protéines.

Bevezetés

Módszer

A szakirodalmi kutatás magában foglalta a Web of Science és a PubMed adatbázisok használatát. A kutatás során a következő kulcsszavak több kombinációját alkalmazták: fehérje anyagcsere, fehérjeszintézis, testmozgás, tejsavó, szója és rezisztencia edzés. Ez több száz papír kezdeti hozamához vezetett. Amikor a keresés emberi alanyokkal végzett vizsgálatokra korlátozódott, kivéve azokat, amelyek csecsemőkkel vagy betegségekkel (pl. HIV) foglalkoztak, és azokat az 1998 előtt megjelent cikkeket (kivéve, ha tartalmuk rendkívül jelentős volt és alapvető fontosságú a bizonyítékok megalapozásában), a végső hozam harminc cikk ebben a témában.

Vita

Jelen áttekintés elsődleges célja a fehérje-anyagcsere és a testmozgás ismertetése a kiropraktikus egészségügyi ellátás gyakorlatához kapcsolódóan. A gerinc nem kizárólag csontból áll. A csontvázizom döntő szerepet játszik abban, hogy a gerinc támaszt, mozgást, propriocepciót és állóképességet biztosítson. Amikor a betegek testmozgást végeznek, legyen az aerob vagy ellenállóképesség, az izom lebontja és újjáépíti a fehérjét az ingerre reagálva. Új empirikus bizonyítékok állnak rendelkezésre, amelyek optimalizálhatják az inger és a válasz kapcsolatát. Amint azt korábban elmondtuk, a Chiropractic orvosainak többsége a testmozgást és a táplálkozást beépíti a gyakorlatba. Empirikus bizonyítékok felismerése és alkalmazása arról, hogy a fehérjebevitel típusa, időzítése és mennyisége hogyan befolyásolja az adaptációt, hogyan segítheti az orvosokat és a betegeket az optimális eredmények elérésében.

A csontvázizom jelentősége

Ez a cikk leírja a táplálkozás és a testmozgás fehérjeszintézisre gyakorolt hatását. Az ellenállási gyakorlat erőteljes jel, amely növelhető az elfogyasztott fehérje mennyiségével, időzítésével és típusával. A fehérjeszintézis mögött álló mechanizmus összetett és lenyűgöző. A téma teljesebb megértése lehetővé teheti a csontkovács orvos számára, hogy hatékonyabb stratégiákat dolgozzon ki a csontvázizom növelésére vagy megőrzésére az egész életen át.

Ellenállási gyakorlat, táplálkozás és fehérjeszintézis

A fehérje anabolia és a katabolizmus is nyilvánvaló a rezisztencia edzés után. Mégis, ha edzés után hiányzik a táplálkozás, a fehérjeszintézis csökkenthető vagy hiányozhat. A fehérjefogyasztás mennyisége fontos szempont a fehérjeszintézis sebességének és időtartamának maximalizálásához. Borsheim és mtsai. A 9. ábra azt mutatta, hogy 6 g vegyes aminosav növelte a fehérje szintézist edzés után. Ugyanebben a kísérletben 6 g esszenciális aminosav megduplázta a fehérjeszintézist, ami a kutatók arra a következtetésre jutott, hogy a fehérjeszintézis elősegítéséhez nem szükségesek a nem esszenciális aminosavak. A nem esszenciális aminosavak szerepe a fehérjeszintézisben továbbra is ellentmondásos. Cuthbertson és mtsai. A 10. ábra 10 gm esszenciális aminosav orális adagját mutatta, amely maximálisan stimulálta a fehérjeszintézist, és feltételezte, hogy ez 6 oz hús, hal, tojás vagy tej egyenértékű elfogyasztásával következik be egyetlen étkezés során. Phillips és mtsai. 11 kijelentette, hogy 25 g minőségi fehérjeforrás (tejtermékek, hús és tojás) körülbelül 10 g esszenciális aminosavat tartalmaz, és a testmozgás után maximálisan stimulálnia kell a fehérjeszintézist.

A fehérjefogyasztás időzítése

A fehérjefogyasztás időzítése kritikus a fehérjeszintézis fokozásához. A testmozgás utáni azonnali fehérjefogyasztás serkenti a fehérjeszintézist, miközben az edzés után már csak 2 óra várakozás eltompítja a választ. 8 Rasmussen és mtsai. 7 talált megnövekedett fehérjeszintézist azoknál, akik a testmozgás után 6 g esszenciális aminosavat fogyasztanak, összehasonlítva a kontrollcsoporttal. A fehérjét a gyakorlat után 1 vagy 3 órával fogyasztották. Esmark és mtsai-val szemben 8 nem volt különbség a fehérjeszintézis sebességében az edzés utáni 1 vagy 3 órás csoportokban. Tipton és mtsai. 12 nagyobb anabolikus választ talált, amikor szénhidrátot és fehérje italt fogyasztottak a testmozgás előtt, mint ha közvetlenül edzés után fogyasztották volna. Ebben a kísérletben 6 g esszenciális aminosavat fogyasztott mindkét csoport az ellenállási edzés előtt vagy után. Elméletük szerint a megnövekedett fehérjeszintézis oka a nagyobb véráramlás és az aminosav-szállítás az izmokba edzés közben.

A fehérje típusa

Tipton és mtsai. 17 elgondolkodtató tanulmányt tett közzé, amelyben összehasonlították a kazein és a tejsavófehérje azon képességét, hogy stimulálják a vázizom anabolizmusát a rezisztencia gyakorlására reagálva. A kazein és a tejsavó egyaránt tejfehérje, de a tejsavó oldható marad a gyomorban, és gyorsabban ürül a vékonybélbe. A kazein lassabban lép ki a gyomorból. Azt találták, hogy a tejsavófehérje magasabb plazma- és intracelluláris leucinszintet mutat, mint a kazein vagy a kontrollcsoport. A tejsavófehérje a fogyasztás után 1 órával 110% -kal növelte az intracelluláris leucin koncentrációt. A tejsavócsoport fogyasztása után magasabb volt a szérum inzulin koncentrációja is. A kazeincsoport fenilalanin felvétele 35% -kal nagyobb volt, mint a tejsavócsoporté. A fenilalanin felvétel pozitívan korrelál a fehérjeszintézissel. Ez nem egy hosszú távú vizsgálat volt, amely az izomfelhalmozódást vizsgálta. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy mind a kazein, mind a savó stimulálja az anabolikus választ az izomban edzés után, de egyértelmű, hogy az egyik előnyt kínál-e a másikkal szemben.

A fehérjeszintézis tipikus mérése általában a vázizomzat aminosav, fenilalanin behozatalát és exportját jelenti. 18 A vázizomzat képes hat aminosavat (leucin, izoleucin, valin, aszpartát, aszparagin és glutamát) oxidálni. Ezeknek az aminosavaknak a behozatala nincs közvetlenül összefüggésben a fehérjeszerkezetben való hozzáadásukkal. A fenilalanin egy esszenciális aminosav, amelyet az izom nem képes oxidálni. Felvételét és beépülését az izomba feltételezzük, hogy pontos mutatója az izomfehérje szintézisének. 18.

Sejten belüli jelzés

Az eredmények Tipton és mtsai. 17 komplex vitát nyit az intracelluláris szignalizációval és a fehérjeszintézissel kapcsolatban. A tejsavófehérjében nagyobb mennyiségben található leucin nemcsak a fehérjeszintézis építőköve, hanem egy fontos intracelluláris jel, amely a vázizomzatot irányítja a fehérje transzlációjához. Az intracelluláris jeltovábbítás teljes áttekintése meghaladja a felülvizsgálat kereteit; a Proud 19 azonban mélyebb áttekintést nyújt a sejtfehérje-szintézisben szerepet játszó mechanizmusokról. Az alábbiakban röviden áttekintjük a vázizomzatban a fehérjeszintézis fokozásának lehetséges jeleit. A jelátvitel három fő alkotóeleme a következők: az izomsejt, az inzulin és a leucin aminosav energiaállapota (1. ábra).

Az intracelluláris jelzés legfontosabb elemei

A fehérjeszintézis sebességének változásai az mRNS-tartalom változása előtt kezdődnek. Ez azt jelenti, hogy a poszttranszkripciós mechanizmus meghatározó szerepet játszik a fehérjeszintézis aktiválásában. A transzkripciót befolyásoló változók sokfélék, de a sejt energia töltése, az inzulin és a leucin nagyon fontosnak tűnik. A testmozgás során a sejt energia töltése vagy az ATP (adenozin-trifoszfát) bősége csökken. A rapamicin (mTOR) emlős célpontja a sejten belüli transzláció „fő szabályozója”. 19 Az mTOR alegységeknek két típusa van: mTORC1 és mTORC2. Az ATP-szintek lenyomásakor aktiválódik az AMP-aktivált protein-kináz (AMPK). Az AMPK egy köztes molekulát (TSC2) foszforilez, amely kikapcsolja az mTORC1 jelátvitelt. Bolster és mtsai. A 21. ábra negatív korrelációt mutatott az mTOR és más kulcsfontosságú jelátviteli molekulák (S6K1 és 4E-BP1) AMPK-aktivációja és foszforilációja között.

A sejtek ATP-szintjének csökkentése csökkenti a fehérjeszintézist a sejten belül. Ennek úgy tűnik, hogy van értelme, mivel a fehérjeszintézis nagyon sok energiát igényel. 1 aminosav hozzáadásához a transzlációs folyamat során 4 ATP molekula lebontására van szükség. A fehérjeszintézishez körülbelül 485 kilokalória szükséges naponta egy izmos, fiatal férfihoz, és körülbelül 120 kilokalória naponta egy aktív, idős nőnél. 3 Az étkezés elfogyasztása nélküli jó éjszakai alvás után a fehérjeszintézis 15-30 százalékkal csökken. A sejtek etetése edzés után lehetővé teszi számukra a magas energia töltés fenntartását és a folyamatban lévő fehérjeszintézis elősegítését.

Az ellenállási gyakorlat megváltoztatja a vázizomzat energiaállapotát. Koopman és mtsai. 23 dokumentált változások az izmok glikogén- és lipidszintjeiben az ellenállóképzés után. Egyetlen ellenállási gyakorlat csökkenti az izom-glikogén szintjét mind az I., mind a II. Típusú rostokban. A kísérlet során a lábprések 10 ismétlésének 8 sorozata, majd a láb meghosszabbításának 10 ismétlésével végzett 8 szett 23, 40, illetve 44% -kal csökkentette a glikogén tartalmat az I., IIa és IIx típusú rostokban. Az intramuszkuláris triglicerid (IMTG) szintje 27% -kal csökkent az I. típusú rostokban, de a IIa és IIx típusú rostokban állandó maradt. Az I. típusú szálak IMTG szintje 2 órás testgyakorlást követő pihenés után visszatért az alapvonalra. A II. Típusú szálak felelősek az ellenállástanulás után tapasztalt hipertrófia nagy részéért. 24, 25 Az ellenállás gyakorlása során nagyobb energiát is elszenvednek. A táplálkozás és az intracelluláris energia rendelkezésre állása jelentősen befolyásolja az izomfehérje anyagcserét.

A szénhidrátfogyasztás és az inzulinszekréció közvetett szerepet játszik a vázizom fehérje szintézisében. Az inzulin aktiválja a foszfoinozitol-3-kináz (PI3K) útvonalat, amely a vázizomzat glükózszállító fehérjéjének (GLUT4) transzlokációját okozza a szarkolemmába, és ezért lehetővé teszi a glükóz bejutását a sejtbe. Röviden: az inzulin pótolja a sejt glükózját. A PI3K útvonalon belül aktiválódik egy fehérje (Akt), amely stimulálja az mTOR-t. Az Akt foszforilálja és inaktiválja a glikogén-szintáz kinázt (GSK-3) is, amely lehetővé teszi a 2B eukarióta iniciációs faktor (eIF2B) aktiválását. Az mTOR és az eIF2B egyaránt stimulálja a fehérjeszintézist. Az emelkedett inzulinszint azonban nem növeli a fehérjeszintézist magas aminosavkoncentrációk hiányában. 27 Biolo és mtsai. 27 feltételezte, hogy a korábbi kísérletek nem mutattak megemelkedett fehérjeszintézist az inzulinra reagálva, mert az inzulin a vérben lévő aminosavakat más sejttípusokba ürítette, ami hipoaminoacidémiát eredményezett a vizsgálatok során. Hyperaminoacidemia jelenlétében az inzulin úgy tűnik, hogy elősegíti a fehérjeszintézist az aminosavak sejtekbe jutásának elősegítésével és a PI3K útból származó tangenciális jelátvitel révén.

A vázizomfehérje-szintézis szempontjából valószínűleg a leucin a legbefolyásosabb aminosav. Az aminosavak, különösen a leucin, serkentik az inzulin kiválasztódását a hasnyálmirigy β sejtjeiből. 28 A májból hiányzik az elágazó láncú aminotranszferázok, ezért hiányzik az elágazó láncú aminosavak, köztük a leucin, jelentős oxidációjának képessége. Az elágazó láncú aminosavak fogyasztása a vér leucinszintjének emelkedéséhez vezet, amely eléri a perifériás szöveteket, beleértve a vázizmokat is. A leucin közvetlenül stimulálja az mTOR-t, valamint közvetve stimulálja az mTOR-t az inzulin kaszkád elősegítésével. 22 A Tipton et al. 17 annak megállapítása, hogy a tejsavófehérje nagymértékben növeli a plazmát és az intramuszkuláris leucint, megmagyarázhatja a tejsavó-fogyasztás lehetséges anabolikus hatását. A tejsavófehérje-fogyasztás növeli a leucint; a leucin közvetlenül és közvetve stimulálja a fehérjeszintézist az mTOR-on keresztül.

A testmozgás legjobb reakciójának elérése érdekében a Chiropractic orvosainak fel kell ismerniük a fehérjefogyasztás időzítését, az elfogyasztott fehérje típusát és az elfogyasztott fehérje mennyiségét.

Túlzott fehérjefogyasztás

A túlzott fehérjefogyasztás aggályai érvényesek. Az aminosavak dezaminálása ammónia termelését eredményezi. Az ammónia mérgező, különösen a központi idegrendszerre. Az ammónia kiválasztásának fő útja a karbamid keletkezése és kiválasztása. Lehetséges a fehérje fogyasztása meghaladja a test azon képességét, hogy megbirkózzon vele. Rudman és mtsai. 29 szerint a karbamid kiválasztásának maximális sebessége 55 mg karbamid N • h –1 • kg −0,75. Bilsborough és Mann 30 az emberi táplálkozási fehérjebevitel áttekintésében kijelenti, hogy egy 80 kg-os egyed akár 301 gramm fehérjét is dezaminálhat naponta. Azoknál a szinteknél, amelyeket korábban a fehérje szintézisének maximális sebességét kiváltó 7., 9., 11. pontként említettek, a napi 300 gm-nél nagyobb mennyiség abszolút felesleges lenne. Mégis, Phillips 11 és mtsai. a felesleges fehérjefogyasztás áttekintése nem talál kárhoztató eredményeket a testtömeg-kilogrammonként legfeljebb 3 g fehérje fogyasztása esetén. Több étkezési fehérje a megnövekedett csonttömeggel függ össze, de nem függ össze a veseműködés progresszív csökkenésével. A felesleges fehérjefogyasztással kapcsolatos folyamatos kutatások indokoltak, de csak a hibás érvelés vezetne arra, hogy napi 300 gm-nél több fehérjére lenne szükség.

Következtetés

Az empirikus bizonyítékok rámutatnak arra, hogy a fehérjefogyasztás milyen fontos szerepet játszik a fehérjeszintézis stimulálásában a rezisztencia gyakorlása után. Több fehérjeforrás elősegíti a fehérje szintézist edzés után, de csak azok, amelyek esszenciális aminosavakkal rendelkeznek, emelik a szintézist. A tejfehérjék nyilvánvalóan hatékonyabbak, mint a szójafehérjék. A tejsavófehérje elősegítheti a sejtek fontos jelátviteli változásait azáltal, hogy képes megemelni a plazmát és az intracelluláris leucint. A tejsavófehérje szintén elősegíti a trigliceridek intramuszkuláris felhalmozódását, miközben gátolja a máj májfelhalmozódását. 16 A szénhidrátfogyasztás fontos lehet az inzulinon keresztüli intracelluláris jelátvitel megkönnyítésében, valamint a sejt energiaállapotának emelésében és fenntartásában. Mégis fontos felismerni, hogy a jelentős fehérjeszintézis nem valószínű, hogy csak szénhidrátot tartalmazna. A fehérje fogyasztása az edzés előtt és után indokoltnak tűnik. Tíz gramm esszenciális aminosav vagy huszonöt gramm teljes fehérje elegendő a fehérjeszintézis maximális stimulálásához. 11 A fehérje típusa, időzítése és mennyisége mind befolyásolja az izomtömeg maximalizálását.

Még sok felfedezésre váró dolog segít az egészség és a wellness népszerűsítésében. Kezdjük egyre jobban megbecsülni a vázizmok egészségügyben betöltött szerepét. A testmozgás és az étrend közötti szinergia létrehozásának szükségessége kritikus fontosságú. Számos kiropraktikus orvos táplálkozási tanácsokat és testedzést ad a betegeknek. A testmozgás és az étrend közötti szinergikus kapcsolat felismerése és alkalmazása hozzájárulhat a testmozgáshoz való jobb alkalmazkodáshoz. A kiropraktika orvosai számára az adaptáció a beteg erejének, állóképességének vagy funkcionális képességének objektív mércéjében mutatható ki.