Tutkimuksen pääasiallinen havainto on se, että vapaiden aminohappojen ja heraproteiinikoostumuksen yhdistelmällä saatava antioksidanttituotos on erittäin anabolinen terveillä nuorilla vapaaehtoisilla. Anabolinen vaste vapaan EAA:n/proteiinikoostumuksen vaikutuksesta oli annosriippuvainen. Mielenkiintoista on, että NB:n lisääntyminen 12,6 g vapaan EAA:n ja heraproteiinin kulutuksen jälkeen oli huomattavasti suurempi kuin NB:n vaste 6,3 g vapaan EAA:n/proteiinivalmisteen kulutuksen jälkeen, kun se normalisoitiin kulutetun tuotteen määrän mukaan (kuva 4), mikä johtui proteiinien hajoamisen suuremmasta tukahduttamisesta. Kumman tahansa vapaan EAA/ heraproteiinituotteen annoksen anaboliset vasteet olivat suurempia kuin vaste heraproteiinipohjaiselle kaupalliselle juomalle, kun ne normalisoitiin kulutettuun määrään. Kun tuote normalisoitiin kulutettuun määrään, NB:n matalan annoksen vapaan EAA:n/proteiinin vaste oli noin kolme kertaa suurempi kuin heraproteiinituotteen vaste, ja NB:n vaste korkean annoksen vapaan EAA:n/proteiinituotteen vaste oli noin kuusi kertaa suurempi kuin heraproteiinituotteen vaste.

Heraproteiinivalmisteiden anabolisten hyötyjen on todettu olevan vakiintuneesti sekä istumatyötä tekevillä yksilöillä että fysiikkaharjoittelun lisäaineina (esim. . Samoin vapaiden EAA-pohjaisten ravintolisien kulutuksen on hyvin dokumentoitu stimuloivan lihasproteiinisynteesiä ja nettoproteiinitasapainoa , ja jatkuva kulutus parantaa fyysistä toimintakykyä iäkkäillä henkilöillä . Lihasproteiinisynteesin stimulaation alle 4 g EAA:ta on raportoitu olevan yhtä suuri kuin 25 g:n heraproteiiniannoksen nauttiminen . Joidenkin mukaan vapaiden EAA-ravintolisien tehostunut anabolinen vaikutus johtuu mTORC1:n ja siihen liittyvien proteiinisynteesin käynnistymiseen osallistuvien yhdisteiden aktivoitumisesta . Erityisesti leusiinin on raportoitu olevan avainasemassa mTORC1:n aktivoinnissa ja siten lihasproteiinisynteesin stimuloinnissa . Aiemmissa tutkimuksissa on testattu käsitystä, jonka mukaan vapaan leusiinin lisääminen ravintoproteiiniannokseen aktivoi mTORC1:n ja vahvistaa siten proteiinin sisältämien aminohappojen aiheuttamaa anabolista vastetta . Tulokset tutkimuksista, joissa vapaata leusiinia on lisätty ruokavalion proteiiniin tai kokonaisiin aterioihin, ovat olleet pettymyksiä. Jos anabolista vastetta on heikennetty, kuten syöpäkachexiassa, leusiinin lisääminen herapohjaiseen ravintokoostumukseen voi parantaa anabolista vastetta. Terveillä nuoremmilla koehenkilöillä vapaan leusiinin lisäämisen hyödyllinen vaikutus ehjään proteiiniin on kuitenkin lyhytaikainen tai sitä ei havaita. Pelkän leusiinin lisäämisessä ravintoproteiiniin on ongelmana se, että muiden EAA-yhdisteiden saatavuudesta tulee nopeutta rajoittavaa. Erityisesti muiden haaraketjuisten aminohappojen (valiini ja isoleusiini) pitoisuudet plasmassa laskevat alle paastotason, kun ehjään proteiiniin lisätään vain ylimääräistä leusiinia.

Tämä tutkimus on ensimmäinen tiedossamme oleva tutkimus, jossa vapaiden EAA:iden tasapainoinen koostumus on yhdistetty heraproteiiniin. Formulaatio poikkesi useimmista EAA-ravintokoostumuksista siinä, että leusiini muodosti vain 20 prosenttia vapaista EAA:ista. On oletettu, että ruokavalioproteiinista saatavan anabolisen vasteen suuruus määräytyy pikemminkin plasman leusiinipitoisuuden nousun kuin kulutetun proteiinin määrän perusteella. Tätä näkökulmaa tukee se, että iäkkäille henkilöille suunnitellut EAA-koostumukset edellyttävät suhteettoman suurta leusiinipitoisuutta anabolisten vasteiden maksimoimiseksi verrattuna siihen, mitä lihasproteiinin koostumuksen perusteella voitaisiin ennustaa. Suhteettoman korkea leusiinipitoisuus koostumuksissa, jotka on suunniteltu stimuloimaan anabolista vastetta nuoremmilla terveillä vapaaehtoisilla, ei kuitenkaan ole välttämätön . Pikemminkin tässä tutkimuksessa EAA/proteiinikoostumuksen leusiinipitoisuus perustui määrään, joka oli tarpeen kaikkien proteiinien synteettisten esiasteiden tasapainon ylläpitämiseksi. Sisällyttämällä vain 20 prosenttia EAA:sta leusiinina voitiin lisätä muiden EAA:iden suhteellista osuutta, jolloin saatiin kaikki kehon proteiinien synteesiin tarvittavat esiasteet. Jopa pienellä annoksella vapaita EAA:ta, joka koostui vain 20 % leusiinista, plasman leusiinipitoisuus nousi lähes kolminkertaiseksi (kuva 2), kun taas muiden EAA:iden pitoisuudet kasvoivat suhteessa niiden tarpeeseen lihasproteiinisynteesissä.

Sen lisäksi, että vapaiden EAA:iden koostumus voidaan valmistaa täsmällisessä suhteessa, vapaiden EAA:iden etuna on se, että ne imeytyvät nopeasti ja kokonaan . Plasman EAA:n nopea huippuvaste on todennäköisesti keskeinen syy niiden tehokkuuteen . Toisaalta vasteen kokonaiskesto on rajallinen, koska samalla kun EAA:n pitoisuudet veressä nousevat nopeasti, ne myös laskevat nopeasti. Tästä syystä tässä tutkimuksessa testattu koostumus sisältää EAA:n lisäksi proteiinia pidentääkseen anabolista vastetta kulutuksen jälkeisessä ajassa.

Ei-välttämättömiä aminohappoja (NEAA) ei tarvita akuuttiin anaboliseen vasteeseen EAA:n kulutuksen jälkeen . Tämä johtuu siitä, että NEAA:ta tuotetaan normaalisti elimistössä riittävän nopeasti, jotta puutteet voidaan välttää. Toisaalta kotieläimillä tehdyt tutkimukset viittaavat siihen, että eläinten maksimaalinen pitkän aikavälin kasvu ja kehitys saavutetaan, kun tasapaino on noin 20-30 % NEAA:ta ja 70-80 % EAA:ta . Sitä, että NEAA:n saatavuudesta voi lopulta tulla proteiinisynteesin nopeutta rajoittava tekijä, tukee se, että NEAA:n, erityisesti alaniinin ja glutamiinin, määrä vähenee sen jälkeen, kun on nautittu kerta-annos vapaamuotoista EAA:ta . Ehjän proteiinin lisääminen vapaamuotoisen EAA:n seokseen on tehokkain tapa varmistaa riittävä NEAA:n määrä ravinnosta, jotta säännöllisestä nauttimisesta johtuva vähärasvaisen kehon massan ja fyysisen toimintakyvyn pitkäaikainen kasvu voidaan maksimoida. Heraproteiinin sulatuksessa syntyvien peptidien vaikutus on saattanut vaikuttaa osaltaan vapaan EAA:n ja heraproteiinin väliseen vuorovaikutteiseen vaikutukseen. Heraproteiinin peptideillä on raportoitu olevan monenlaisia mahdollisia hyötyjä (esim. ), ja vapaan EAA:n anabolisen vasteen vahvistaminen voi olla yksi tällainen hyöty. Nykyinen tutkimusasetelma ei mahdollistanut heraproteiinin sulatuksessa syntyvien peptidien roolin arviointia.

Kommentti koko kehon proteiinin ja lihasproteiinin FSR-vasteen välisestä suhteesta on aiheellinen. Laadullisesti lihasproteiinin FSR-vasteet olivat samanlaisia kuin koko kehon proteiinisynteesin vasteet kolmella käsittelyllä. Lisäksi lihaksen FSR-vasteet olivat tässä tutkimuksessa yleisesti ottaen linjassa vertailukelpoisten tutkimusten tulosten kanssa. Esimerkiksi Churchward-Venne ym. raportoivat, että 1,5 g tai 6 g EAA-koostumuksen nauttiminen lisäsi lihaksen FSR:ää 40 prosenttia ja 36 prosenttia verrattuna 50 prosentin lisäykseen 40 g heraproteiinin nauttimisen jälkeen. Vastaavat arvot tutkimuksessamme olivat 39 %:n ja 76 %:n lisäys FSR:ssä vasteena 6,3 g:n ja 12,6 g:n vapaalle EAA/proteiinikoostumukselle ja 28 %:n lisäys vasteena 12,6 g:n heraproteiinille Gatorade Recoverissa. Tässä tutkimuksessa koko kehon nettotasapainovasteen erojen suuruusluokka käsittelyjen välillä oli kuitenkin paljon suurempi kuin FSR:n erot, mikä johtui siitä, että koko kehon proteiinien hajoaminen estyi proteiinisynteesin suuremman stimuloinnin lisäksi proteiinisynteesin lisääntymisen tukahduttamisesta suurilla annoksilla EAA:ta/proteiinia sisältävässä käsittelyssä. Molemmat EAA/proteiinikoostumukset johtivat proteiinitasapainon nettokasvuun 3,6 ± 1,9 ja 11,8 ± 1,8 g proteiinia /4 h matala- ja korkea-annoksisilla vapailla EAA/proteiinikoostumuksilla, kun taas Gatorade Recover -valmisteella lisäys oli 3,0 ± 0,9 g. Nämä tulokset korostavat sekä proteiinisynteesin että proteiinien hajoamisnopeuden kvantifioinnin merkitystä arvioitaessa ravitsemusintervention anabolista nettovastetta.

Koko kehon nettotasapainon vasteen kvantifiointi ravintoaineiden kulutukseen mahdollisti kulutettujen aminohappojen ± proteiinien määrän vertaamisen kehon proteiinien nettolisäykseen. Kehon proteiinin lisäys oli noin 24 % Gatorade Recoverin avulla kulutetun heraproteiinin määrästä (kuva 3). Tämä proteiinin nettolisäyksen prosenttiosuus on yhdenmukainen N:n saannin ja N:n pidättymisen välillä pitkään vallinneen suhteen kanssa, kun N:n saanti ylittää minimivaatimukset , ja se tukee koko kehon proteiinimallin kvantitatiivista pätevyyttä. Toisin kuin heraproteiinin vasteessa, kehon proteiinin lisäys oli noin 64 % ja 105 % vapaamuotoisen EAA/proteiinikoostumuksen pienillä ja suurilla annoksilla. Kehon proteiinin poikkeuksellinen lisääntyminen suhteessa EAA/proteiinikoostumuksen vapaassa muodossa olevien aminohappojen määrään kuvastaa synteettisen kapasiteetin aktivoitumista EAA:n (mukaan lukien leusiini) pitoisuuksien nopean nousun ansiosta, suuren EAA-annoksen suppressiivisia vaikutuksia proteiinien hajoamiseen , ja endogeenisen NEAA:n lisääntynyttä uudelleenkäytön lisääntynyttä hyödyntämistä täydellisten proteiinien tuottamiseksi.

On aiheellista pohtia eräitä etuja ja rajoitteita, joita saadaan, kun anabolista vastetta kvantitatiivisesti määritetään mittaamalla proteiinien synteesiä ja hajoamista koko kehon laajuisesti. Ravintoaineiden nauttimisesta aiheutuvan vasteen tarkastelu koko kehon tasolla on järkevää, koska ravintoaineita kulutetaan koko kehon tasolla. Tärkeää on, että koko kehon proteiinien liikevaihtoa koskevat menetelmät mahdollistavat proteiinisynteesin ja -hajoamisen nopeuden samanaikaisen määrittämisen, ja viimeaikaiset tutkimukset ovat tuoneet esiin proteiinien hajoamisen aiemmin aliarvioidun merkityksen proteiinien saannin aiheuttamassa anabolisessa vasteessa. Lihasproteiinien FSR:n suora mittaus sen sijaan antaa tietoa vain proteiinisynteesivasteesta. Lihasproteiinin nettotasapainon tarkka mittaaminen edellyttää invasiivista valtimo- ja syvän laskimon katetrointia. Koko kehon proteiinikineettisten menetelmien etuja vastapainona on myös rajoituksia. Lasketut tulokset heijastavat kaikkien elimistön proteiinien vasteiden yhdistämistä, ja lihasproteiinin osuus koko elimistön proteiinisynteesin kokonaisnopeudesta voi joissakin olosuhteissa olla vain 25 prosenttia. Koska suurin osa koko kehon proteiinisynteesistä tapahtuu muualla kuin lihaksessa, koko kehon proteiinisynteesin nopeus ei välttämättä vastaa suoraan lihasproteiinin FSR:ää joissakin olosuhteissa. Tämän tutkimuksen osalta lihaksen FSR:n vaste vastasi kuitenkin yleensä koko kehon proteiinisynteesin muutoksia, mikä viittaa siihen, että ainakin osa nettoproteiinitasapainon paranemisesta tapahtui lihaksessa.

Koko kehon proteiinisynteesin ja -hajoamisnopeuden kvantifioimiseksi on olemassa erilaisia metodologisia lähestymistapoja, joilla kaikilla on etunsa ja rajoituksensa. Olemme hiljattain käsitelleet yksityiskohtaisesti tässä tutkimuksessa käytettyä menetelmää . Tärkeää on, että totesimme, että vaikka tarvittavat oletukset mahdollisesti lisäävät tulosten vaihtelua, ne eivät aiheuta systemaattisia yli- tai aliarvioita lasketuista arvoista. Tässä tutkimuksessa käytetyn koko kehoa koskevan menetelmän pätevyyttä tukee tulosten vertailu muiden eri menetelmiä käyttävien tutkimusten tuloksiin. Kuten edellä todettiin, merkkiainemenetelmällä laskettu elimistön N:n nettolisäys heraproteiinin nauttimisen jälkeen on läheisessä suhteessa aiempien N-tasapainotutkimusten perusteella odotettuun arvoon. Lisäksi tämän tutkimuksen keskeinen havainto oli, että koko elimistön proteiinien hajoaminen estyi merkittävästi suurimmalla EAA/proteiinikoostumuksen annoksella. Plasman korkeiden aminohappopitoisuuksien suppressiivinen vaikutus lihasproteiinien hajoamiseen ihmisillä on todettu hyvin jo yli 20 vuoden ajan valtimo-venoositasapainotutkimuksissa .