Det vigtigste resultat af denne undersøgelse er, at en kombination af frie EAA og valleprotein er meget anabolsk hos raske unge frivillige. Det anabole respons på sammensætningen af fri EAA/protein var dosisafhængig. Interessant nok var tilvæksten i NB efter indtagelse af 12,6 g fri EAA plus valleprotein signifikant større end responsen af NB på indtagelse af 6,3 g af det frie EAA/proteinprodukt, når der normaliseres for den indtagne produktmængde (Fig. 4), hvilket skyldes en større undertrykkelse af proteinnedbrydning. De anabole responser af begge doser af gratis EAA/valleproteinproduktet var større end responsen på en valleproteinbaseret kommerciel drik, når der normaliseres for den indtagne mængde. Når der blev normaliseret til den indtagne produktmængde, var svaret på den lave dosis fri EAA/protein fra NB ca. tre gange større end valleproteinproduktet, og svaret fra NB på den høje dosis af det frie EAA/proteinprodukt var ca. seks gange større end svaret på valleproteinproduktet.

De anabole fordele ved valleproteinkosttilskud er veletablerede, både hos stillesiddende personer og som supplement til fysisk træning (f.eks. . Tilsvarende er forbruget af gratis EAA-baserede kosttilskud veldokumenteret til at stimulere muskelproteinsyntese og nettoproteinbalance , og vedvarende forbrug forbedrer den fysiske funktion hos ældre personer . Stimuleringen af muskelproteinsyntesen ved indtagelse af mindre end 4 g EAA er blevet rapporteret som værende lige så stor som responsen på indtagelse af en dosis valleprotein på 25 g . Den øgede anabole virkning af gratis EAA-diættilskud er af nogle blevet tilskrevet aktiveringen af mTORC1 og beslægtede forbindelser, der er involveret i initieringen af proteinsyntesen . Især leucin er blevet rapporteret til at spille en nøglerolle i aktiveringen af mTORC1 og dermed stimuleringen af muskelproteinsyntesen . Forestillingen om, at tilsætning af frit leucin til en dosis kostprotein aktiverer mTORC1 og derved forstærker det anabole respons på aminosyrerne i proteinet, er blevet afprøvet i tidligere undersøgelser . Resultaterne af undersøgelser, hvor der er blevet tilsat frit leucin til protein i kosten eller til komplette måltider, har været skuffende. I tilfælde af nedsat anabolsk respons, som f.eks. i forbindelse med kræftkacheksi, kan tilsætning af leucin til en vallebaseret ernæringssammensætning forstærke det anabole respons . Hos raske yngre personer er den gavnlige virkning af at tilsætte frit leucin til intakt protein imidlertid kortvarig eller kan ikke påvises . Problemet ved kun at tilsætte leucin til protein i kosten er, at tilgængeligheden af de andre EAA bliver hastighedsbegrænsende. Især plasmakoncentrationerne af de andre forgrenede aminosyrer (valin og isoleucin) falder under fasteniveauet, når der kun tilsættes ekstra leucin til intakt protein .

Den aktuelle undersøgelse er den første, som vi har kendskab til, hvor en afbalanceret formulering af frie EAA er blevet kombineret med valleprotein. Formuleringen adskilte sig fra de fleste EAA-næringssammensætninger ved, at leucin kun udgjorde 20 % af det frie EAA. Det er blevet postuleret, at omfanget af det anabole respons på protein i kosten bestemmes af stigningen i plasmaleucin-koncentrationen snarere end af den indtagne mængde protein . Til støtte for dette perspektiv kræver EAA-sammensætninger, der er beregnet til ældre personer, en uforholdsmæssig høj procentdel leucin for at maksimere det anabole respons, end det ville blive forudsagt ud fra sammensætningen af muskelprotein . Det er imidlertid ikke nødvendigt med et uforholdsmæssigt højt leucinindhold i sammensætninger, der er beregnet til at stimulere et anabolsk respons hos yngre, raske frivillige . I den aktuelle undersøgelse var leucinindholdet i EAA/proteinsammensætningen snarere baseret på den mængde, der var nødvendig for at opretholde en balance mellem alle de syntetiske proteinprækursorer. Ved kun at inkludere 20 % af EAA som leucin var det muligt at øge de relative andele af de andre EAA og derved tilvejebringe alle de forløbere, der er nødvendige for syntesen af kroppens proteiner. Selv med en lav dosis fri EAA bestående af kun 20 % leucin steg plasmakoncentrationen af leucin næsten 3 gange (fig. 2), mens koncentrationerne af de andre EAA blev øget i forhold til deres behov for muskelproteinsyntese.

Ud over at kunne fremstille en sammensætning af nøjagtige proportioner af EAA har fri EAA den fordel, at de absorberes hurtigt og fuldstændigt . Den hurtige spidsrespons i plasma EAA er sandsynligvis en vigtig årsag til deres effektivitet . På den anden side er den samlede varighed af responsen begrænset, for lige som koncentrationerne af EAA i blodet stiger hurtigt, falder de også hurtigt igen. Af denne grund indeholder den sammensætning, der blev testet i denne undersøgelse, protein ud over EAA for at forlænge det anabole respons i tiden efter indtagelse.

Non-essentielle aminosyrer (NEAA) er ikke nødvendige for det akutte anabole respons på indtagelse af EAA . Dette skyldes, at NEAA normalt produceres i kroppen med tilstrækkelig hurtig hastighed til at undgå mangeltilstande. På den anden side tyder undersøgelser, der er udført på husdyr, på, at maksimal langsigtet vækst og udvikling hos dyrene opnås med en balance på ca. 20-30 % NEAA og 70-80 % EAA . Implikationen af, at NEAA-tilgængeligheden i sidste ende kan blive hastighedsbegrænsende for proteinsyntesen, understøttes af den kendsgerning, at NEAA, især alanin og glutamin, falder efter indtagelse af en enkelt dosis fri form af EAA . Tilsætning af intakt protein til en blanding af friformet EAA er den mest effektive måde at sikre en tilstrækkelig mængde NEAA i kosten til at maksimere den langsigtede forøgelse af den magre kropsmasse og den fysiske funktion som følge af regelmæssigt forbrug. Virkningen af peptider, der produceres ved fordøjelsen af valleprotein, kan have bidraget til en interaktiv virkning mellem frie EAA og valleprotein. Peptider af valleprotein rapporteres at have en lang række potentielle fordele (f.eks. ), og en forstærkning af det anabole respons på fri EAA kan være en af disse fordele. Det nuværende undersøgelsesdesign gjorde det ikke muligt at vurdere den rolle, som peptider, der produceres ved fordøjelsen af valleprotein, spiller.

En kommentar om forholdet mellem helkroppens protein- og muskelproteins FSR-respons er på sin plads. Kvalitativt set svarene på muskelprotein FSR lignede svarene på helkrops-proteinsyntese med de tre behandlinger. Endvidere var responserne på muskel-FSR i den aktuelle undersøgelse generelt i overensstemmelse med resultaterne fra sammenlignelige undersøgelser. Churchward-Venne, et al. rapporterede f.eks., at indtagelse af 1,5 g eller 6 g af en EAA-sammensætning øgede muskel-FSR med henholdsvis 40 og 36 % sammenlignet med en stigning på 50 % efter indtagelse af 40 g valleprotein. De tilsvarende værdier i vores undersøgelse var 39 og 76 % stigninger i FSR som reaktion på henholdsvis 6,3 g og 12,6 g af den frie EAA/proteinsammensætning og en stigning på 28 % som reaktion på de 12,6 g valleprotein i Gatorade Recover. I den aktuelle undersøgelse var størrelsen af forskellene i nettobalancesvaret i hele kroppen mellem behandlingerne imidlertid meget større end forskellene i FSR, hvilket skyldes en undertrykkelse af proteinnedbrydningen i hele kroppen ud over en større stimulering af proteinsyntesen i den højdosis EAA/protein-behandling. De to doser af EAA/proteinsammensætningerne resulterede i stigninger i nettoproteinbalancen på 3,6 ± 1,9 og 11,8 ± 1,8 g protein /4 h for henholdsvis lav- og højdosis frie EAA/proteinsammensætninger, sammenlignet med en stigning på 3,0 ± 0,9 g for Gatorade Recover. Disse resultater understreger vigtigheden af at kvantificere både hastighederne for proteinsyntese og nedbrydning, når man vurderer det anabole nettorespons på en ernæringsintervention.

Kvantificeringen af responsen på helkroppens nettobalance på næringsstofindtagelse gjorde det muligt at sammenligne mængden af aminosyrer ± protein, der blev indtaget, med nettogevinsten i kropsprotein. Stigningen i kropsprotein var ca. 24 % af den mængde valleprotein, der blev indtaget med Gatorade Recover (fig. 3). Denne procentdel af nettoproteinforøgelsen er i overensstemmelse med det længe etablerede forhold mellem N-indtagelse og N-retention ved N-indtagelse over minimumsbehovet og giver støtte til den kvantitative gyldighed af helkrops-proteinmodellen. I modsætning til responsen på valleprotein var tilvæksten i kropsprotein ca. 64 og 105 % af henholdsvis lav- og højdosis af den frie form EAA/proteinsammensætning. Den ekstraordinære stigning i kropsprotein i forhold til mængden af aminosyrer i friform i EAA/proteinsammensætningen afspejler aktiveringen af den syntetiske kapacitet ved den hurtige stigning i EAA-koncentrationerne (herunder leucin), de undertrykkende virkninger af en høj dosis EAA på proteinnedbrydningen , og den øgede genanvendelse af endogene NEAA til at producere komplette proteiner.

Det er hensigtsmæssigt at overveje nogle af fordelene og begrænsningerne ved at kvantificere det anabole respons ved måling af proteinsyntese og -nedbrydning i hele kroppen. Det er rimeligt at tage hensyn til responsen på indtagelse af næringsstoffer på helkropsniveau, da næringsstoffer indtages på helkropsniveau. Det er vigtigt at bemærke, at metoden til måling af proteinomsætningen i hele kroppen gør det muligt samtidig at bestemme hastigheden af proteinsyntese og -nedbrydning, og nyere undersøgelser har fremhævet den tidligere undervurderede rolle, som proteinnedbrydningen spiller for det anabole respons på proteinindtagelse . Direkte måling af muskelproteins FSR giver på den anden side kun oplysninger om proteinsyntesereaktionen. En nøjagtig måling af nettobalancen af muskelprotein kræver en invasiv procedure med arteriel og dyb venekateterisation. Når man opvejer fordelene ved proteinkinetik for hele kroppen, er der dog også visse begrænsninger. De beregnede resultater afspejler en sammenlægning af responserne fra alle proteiner i kroppen, og muskelprotein kan under visse omstændigheder udgøre så lidt som 25 % af den samlede hastighed for proteinsyntese i hele kroppen. Da størstedelen af proteinsyntesen i hele kroppen sker andre steder end i musklen, svarer proteinsyntesen i hele kroppen måske ikke direkte til muskelproteinets FSR under visse omstændigheder. Med hensyn til den aktuelle undersøgelse svarede responsen på muskel-FSR imidlertid generelt til ændringerne i helkroppens proteinsyntese, hvilket tyder på, at i det mindste en del af gevinsten i nettoproteinbalancen fandt sted i musklen.

Der findes forskellige metodologiske tilgange til kvantificering af helkroppens proteinsyntese- og nedbrydningshastigheder, som alle har fordele og begrænsninger. Vi har for nylig diskuteret detaljeret den metodologi, der blev anvendt i den aktuelle undersøgelse . Det er vigtigt at bemærke, at vi konkluderede, at de nødvendige antagelser, selv om de potentielt bidrager til variabilitet i resultaterne, ikke forårsager systematiske over- eller undervurderinger af de beregnede værdier. Gyldigheden af den helkropsmetodologi, der er anvendt i den aktuelle undersøgelse, understøttes af en sammenligning af resultaterne med resultaterne af andre undersøgelser, hvor der er anvendt forskellige metodologier. Som nævnt ovenfor er der en tæt sammenhæng mellem nettotilvæksten af krops-N efter indtagelse af valleprotein beregnet ved hjælp af sporstofmetoden og den værdi, der forventes på grundlag af tidligere N-balanceundersøgelser. Desuden var et vigtigt resultat i den aktuelle undersøgelse, at proteinnedbrydningen i hele kroppen blev undertrykt betydeligt med den højeste dosis af EAA/proteinsammensætningen. Den undertrykkende virkning af høje koncentrationer af plasmaaminosyrer på muskelproteinnedbrydningen hos mennesker har været veletableret i mere end 20 år ved arteriel-venøse balanceundersøgelser .