El principal hallazgo de este estudio es que una combinación de EAA libres y proteína de suero es altamente anabólica en voluntarios jóvenes sanos. La respuesta anabólica a la composición de EAA/proteínas libres fue dependiente de la dosis. Curiosamente, la ganancia de NB tras el consumo de 12,6 g de EAA libres más proteína de suero fue significativamente mayor que la respuesta del NB al consumo de 6,3 g del producto de EAA libres/proteína cuando se normaliza por la cantidad de producto consumido (Fig. 4), debido a una mayor supresión de la descomposición proteica. Las respuestas anabólicas de cualquiera de las dos dosis del producto libre de EAA/proteína de suero fueron mayores que la respuesta a una bebida comercial a base de proteína de suero cuando se normalizó por la cantidad consumida. Cuando se normalizó para la cantidad de producto consumido, la respuesta de la dosis baja de EAA/proteína libre de NB fue aproximadamente tres veces mayor que el producto de proteína de suero, y la respuesta de NB a la dosis alta del producto de EAA/proteína libre fue aproximadamente seis veces mayor que la respuesta al producto de proteína de suero.

Los beneficios anabólicos de los suplementos dietéticos de proteína de suero están bien establecidos, tanto en individuos sedentarios como en complementos del entrenamiento físico (por ejemplo, . Del mismo modo, está bien documentado que el consumo de suplementos nutricionales a base de EAA libres estimula la síntesis de proteínas musculares y el balance proteico neto , y su consumo sostenido mejora la función física en individuos de edad avanzada . Se ha informado que la estimulación de la síntesis de proteínas musculares por el consumo de menos de 4 g de EAA es tan grande como la respuesta al consumo de una dosis de 25 g de proteína de suero . El efecto anabólico mejorado de los suplementos dietéticos de EAA libres ha sido atribuido por algunos a la activación de mTORC1 y los compuestos relacionados que participan en la iniciación de la síntesis de proteínas . Se ha informado de que la leucina, en particular, desempeña un papel clave en la activación de mTORC1 y, por tanto, en la estimulación de la síntesis de proteínas musculares. La noción de que la adición de leucina libre a una dosis de proteína dietética activa mTORC1, amplificando así la respuesta anabólica a los aminoácidos de la proteína, se ha probado en estudios anteriores . Los resultados de los estudios en los que se ha añadido leucina libre a la proteína alimentaria o a las comidas completas han sido decepcionantes. En la circunstancia de una respuesta anabólica deteriorada, como ocurre en la caquexia por cáncer, la adición de leucina a una composición nutricional basada en suero de leche puede mejorar la respuesta anabólica . Sin embargo, en sujetos jóvenes y sanos, cualquier efecto beneficioso de la adición de leucina libre a la proteína intacta es de corta duración o no se detecta . El problema de añadir sólo leucina a la proteína de la dieta es que la disponibilidad de los otros EAA se convierte en un factor limitante. En particular, las concentraciones plasmáticas de los otros aminoácidos de cadena ramificada (valina e isoleucina) caen por debajo del nivel de ayuno cuando sólo se añade leucina extra a la proteína intacta.

El estudio actual es el primero del que tenemos conocimiento en el que se ha combinado una formulación equilibrada de EAA libres con proteína de suero. La formulación difiere de la mayoría de las composiciones nutricionales de EAA en que la leucina comprende sólo el 20% de los EAA libres. Se ha postulado que la magnitud de la respuesta anabólica a la proteína dietética está determinada por el aumento de la concentración de leucina en plasma, más que por la cantidad de proteína consumida . En apoyo de esta perspectiva, las composiciones de EAA diseñadas para individuos de edad avanzada requieren un porcentaje desproporcionadamente alto de leucina para maximizar la respuesta anabólica de lo que se predeciría a partir de la composición de la proteína muscular . Sin embargo, no es necesario un contenido desproporcionadamente alto de leucina en las composiciones diseñadas para estimular una respuesta anabólica en voluntarios más jóvenes. Más bien, en el presente estudio el contenido de leucina de la composición de EAA/proteínas se basó en la cantidad necesaria para mantener un equilibrio entre todos los precursores sintéticos de las proteínas. Al incluir sólo un 20% de EAA como leucina, fue posible aumentar las proporciones relativas de los otros EAA, proporcionando así todos los precursores necesarios para la síntesis de las proteínas corporales. Incluso con una dosis baja de EAA libres compuesta sólo por un 20% de leucina, la concentración de leucina en plasma aumentó casi 3 veces (Fig. 2), mientras que las concentraciones de los otros EAA se incrementaron en proporción a sus necesidades para la síntesis de proteínas musculares.

Además de poder producir una composición de proporciones exactas de EAA, los EAA libres tienen la ventaja de ser absorbidos rápida y completamente . El rápido pico de respuesta de los EAA en plasma es probablemente una razón clave de su eficacia . Por otro lado, la duración total de la respuesta es limitada, ya que al igual que las concentraciones de EAA en la sangre aumentan rápidamente, también disminuyen rápidamente. Por esta razón, la composición probada en este estudio contiene proteínas además de los EAA para prolongar la respuesta anabólica en el tiempo posterior al consumo.

Los aminoácidos no esenciales (NEAA) no son necesarios para la respuesta anabólica aguda al consumo de EAA . Esto se debe a que los NEAA se producen normalmente en el cuerpo a un ritmo lo suficientemente rápido como para evitar las deficiencias. Por otro lado, los estudios realizados en el ganado sugieren que el máximo crecimiento y desarrollo de los animales a largo plazo se consigue con un equilibrio de aproximadamente un 20-30% de NEAA y un 70-80% de EAA . La implicación de que la disponibilidad de NEAA puede llegar a ser limitante de la tasa de síntesis de proteínas se ve apoyada por el hecho de que los NEAA, en particular la alanina y la glutamina, descienden tras el consumo de una única dosis de EAA en forma libre . La adición de proteína intacta a una mezcla de EAA de forma libre es la forma más eficaz de garantizar una cantidad adecuada de NEAA en la dieta para maximizar los aumentos a largo plazo de la masa corporal magra y la función física resultantes del consumo regular. La acción de los péptidos producidos en la digestión de la proteína de suero puede haber contribuido a un efecto interactivo entre los EAA libres y la proteína de suero. Se ha informado de que los péptidos de la proteína de suero tienen una amplia gama de beneficios potenciales (por ejemplo, ), y la amplificación de la respuesta anabólica a los EAA libres puede ser uno de esos beneficios. El diseño del estudio actual no permitió evaluar el papel de los péptidos producidos en la digestión de la proteína de suero de leche.

Un comentario sobre la relación entre la respuesta de la proteína de todo el cuerpo y de la proteína muscular FSR es apropiado. Cualitativamente, las respuestas de la FSR de la proteína muscular fueron similares a las respuestas de la síntesis de la proteína del cuerpo entero con los tres tratamientos. Además, las respuestas de la FSR muscular en el presente estudio coincidieron en general con los resultados de estudios comparables. Por ejemplo, Churchward-Venne, et al., informaron de que el consumo de 1,5 g o 6 g de una composición de EAA aumentó el FSR muscular en un 40 y un 36%, respectivamente, en comparación con un aumento del 50% tras el consumo de 40 g de proteína de suero. Los valores correspondientes en nuestro estudio fueron de 39 y 76% de aumento del FSR en respuesta a 6,3 g y 12,6 g, respectivamente, de la composición libre de EAA/proteína, y un aumento del 28% en respuesta a los 12,6 g de proteína de suero en Gatorade Recover. Sin embargo, en el presente estudio la magnitud de las diferencias en la respuesta del balance neto de todo el cuerpo entre los tratamientos fue mucho mayor que las diferencias en la FSR, debido a una supresión de la descomposición proteica de todo el cuerpo además de una mayor estimulación de la síntesis proteica en el tratamiento con dosis altas de EAA/proteína. Las dos dosis de las composiciones de EAA/proteínas dieron lugar a aumentos en el balance proteico neto de 3,6 ± 1,9 y 11,8 ± 1,8 g de proteína /4 h para las composiciones de EAA/proteínas libres de dosis baja y alta, respectivamente, en comparación con un aumento de 3,0 ± 0,9 g para el Gatorade Recover. Estos resultados subrayan la importancia de cuantificar tanto las tasas de síntesis como de descomposición de proteínas al evaluar la respuesta anabólica neta a una intervención nutricional.

La cuantificación de la respuesta del balance neto de todo el cuerpo al consumo de nutrientes permitió comparar la cantidad de aminoácidos ± proteínas consumidas con la ganancia neta de proteínas corporales. El aumento de la proteína corporal fue aproximadamente el 24% de la cantidad de proteína de suero consumida con Gatorade Recover (Fig. 3). Este porcentaje de ganancia neta de proteína es consistente con la relación establecida desde hace tiempo entre la ingesta de N y la retención de N a niveles de ingesta de N por encima de los requerimientos mínimos , y proporciona apoyo a la validez cuantitativa del modelo de proteína corporal. En contraste con la respuesta a la proteína de suero, la ganancia de proteína corporal fue de aproximadamente 64 y 105% de las dosis bajas y altas de la composición de EAA/proteína de forma libre, respectivamente. El extraordinario aumento de la proteína corporal en relación con la cantidad de aminoácidos en la forma libre en la composición de EAA/proteína refleja la activación de la capacidad sintética por el rápido aumento de las concentraciones de EAA (incluida la leucina), los efectos supresores de una dosis alta de EAA en la descomposición proteica , y el aumento de la reutilización de los NEAA endógenos para producir proteínas completas.

Es conveniente considerar algunas de las ventajas y limitaciones de la cuantificación de la respuesta anabólica mediante la medición de la síntesis y la descomposición proteica de todo el cuerpo. La consideración de la respuesta a la ingestión de nutrientes a nivel de cuerpo entero es razonable, ya que los nutrientes se consumen a nivel de cuerpo entero. Es importante destacar que la metodología de recambio de proteínas en todo el cuerpo permite la determinación simultánea de las tasas de síntesis y descomposición de proteínas, y estudios recientes han puesto de relieve el papel previamente subestimado de la descomposición de proteínas en la respuesta anabólica a la ingesta de proteínas . Por otro lado, la medición directa de la FSR de proteínas musculares sólo proporciona información sobre la respuesta de síntesis de proteínas. La medición precisa del balance neto de proteínas musculares requiere el procedimiento invasivo de la cateterización arterial y venosa profunda. Frente a las ventajas de la cinética proteica de todo el cuerpo, existen limitaciones. Los resultados calculados reflejan una agrupación de las respuestas de todas las proteínas del cuerpo, y la proteína muscular puede constituir tan sólo el 25% de la tasa total de síntesis de proteínas de todo el cuerpo en algunas circunstancias. Dado que la mayor parte de la síntesis de proteínas de todo el cuerpo se produce en otros lugares además del músculo, la tasa de síntesis de proteínas de todo el cuerpo puede no corresponder directamente a la FSR de proteínas musculares en algunas circunstancias. Sin embargo, en lo que respecta al estudio actual, la respuesta de la FSR del músculo correspondió en general a los cambios en la síntesis de proteínas de todo el cuerpo, lo que sugiere que al menos una parte de la ganancia en el balance neto de proteínas se produjo en el músculo.

Existen diferentes enfoques metodológicos para cuantificar las tasas de síntesis y descomposición de proteínas de todo el cuerpo, todos los cuales tienen ventajas y limitaciones. Recientemente hemos discutido en detalle la metodología utilizada en el presente estudio. Es importante destacar que hemos llegado a la conclusión de que los supuestos necesarios, aunque pueden contribuir a la variabilidad de los resultados, no causan una sobreestimación o subestimación sistemática de los valores calculados. La validez de la metodología de cuerpo entero utilizada en el presente estudio se ve respaldada por la comparación de los resultados con los de otros estudios que utilizan metodologías diferentes. Como se ha comentado anteriormente, existe una estrecha relación entre la ganancia neta de N corporal tras el consumo de proteína de suero de leche calculada por el método del trazador y el valor esperado sobre la base de estudios previos de equilibrio de N. Además, un hallazgo clave en el presente estudio fue que la descomposición proteica de todo el cuerpo se suprimió significativamente con la dosis más alta de la composición EAA/proteína. El efecto supresor de las altas concentraciones de aminoácidos plasmáticos en la descomposición de las proteínas musculares en sujetos humanos ha sido bien establecido durante más de 20 años por los estudios de equilibrio arterial-venoso.