De belangrijkste bevinding van deze studie is dat een combinatie van vrije EAA’s en wei-eiwit sterk anabool is bij gezonde jonge vrijwilligers. De anabole respons op de vrije EAA/eiwit samenstelling was dosis-afhankelijk. Interessant is dat de toename in NB na consumptie van 12,6 g vrije EAA plus wei-eiwit significant groter was dan de respons van NB op consumptie van 6,3 g van het vrije EAA/eiwitproduct, genormaliseerd voor de hoeveelheid geconsumeerd product (Fig. 4), als gevolg van een grotere onderdrukking van eiwitafbraak. De anabole respons van beide doseringen van het vrije EAA/eiwitproduct was groter dan de respons op een commerciële drank op basis van wei-eiwit, wanneer deze werd genormaliseerd naar de geconsumeerde hoeveelheid. Wanneer genormaliseerd voor de hoeveelheid geconsumeerd product, was de lage dosis vrije EAA/eiwitrespons van NB ongeveer drie keer zo groot als die van het wei-eiwitproduct, en was de respons van NB op de hoge dosis van het vrije EAA/eiwitproduct ongeveer zes keer zo groot als de respons op het wei-eiwitproduct.

De anabole voordelen van wei-eiwit voedingssupplementen zijn welbekend, zowel bij sedentaire personen als als aanvulling op fysieke training (bijv. Evenzo is het goed gedocumenteerd dat de consumptie van vrije voedingssupplementen op basis van EAA’s de spiereiwitsynthese en de netto eiwitbalans stimuleert, en aanhoudende consumptie verbetert de fysieke functie bij oudere personen. De stimulatie van de spiereiwitsynthese door de consumptie van minder dan 4 g EAA is naar verluidt even groot als de respons op de consumptie van een dosis van 25 g wei-eiwit. Het versterkte anabole effect van vrije EAA-voedingssupplementen wordt door sommigen toegeschreven aan de activering van mTORC1 en verwante verbindingen die betrokken zijn bij het op gang brengen van de eiwitsynthese. Met name leucine zou een sleutelrol spelen bij de activering van mTORC1, en daarmee bij de stimulering van de spiereiwitsynthese. Het idee dat de toevoeging van vrije leucine aan een dosis voedingseiwit mTORC1 activeert, waardoor de anabole respons op de aminozuren in het eiwit wordt versterkt, is getest in eerdere studies . De resultaten van studies waarin vrije leucine is toegevoegd aan voedingseiwitten of aan complete maaltijden waren teleurstellend. In het geval van een verminderde anabole respons, zoals optreedt bij kanker cachexie, kan de toevoeging van leucine aan een op wei gebaseerde voedingssamenstelling de anabole respons versterken . Bij gezonde jongere proefpersonen is het gunstige effect van toevoeging van vrije leucine aan intact eiwit echter van korte duur of niet waarneembaar. Het probleem met het toevoegen van alleen leucine aan voedingseiwit is dat de beschikbaarheid van de andere EAA’s snel beperkend wordt. Met name de plasmaconcentraties van de andere vertakte-keten aminozuren (valine en isoleucine) dalen tot onder het nuchtere niveau wanneer alleen extra leucine wordt toegevoegd aan intact eiwit.

De huidige studie is de eerste waarvan wij op de hoogte zijn waarin een uitgebalanceerde formulering van vrije EAA is gecombineerd met wei-eiwit. De formule verschilde van de meeste EAA voedingssamenstellingen doordat leucine slechts 20% uitmaakte van de vrije EAA. Er is verondersteld dat de omvang van de anabole respons op eiwit in de voeding wordt bepaald door de toename van de plasma leucineconcentratie, en niet zozeer door de hoeveelheid opgenomen eiwit. Ter ondersteuning van dit perspectief hebben EAA-samenstellingen die zijn ontworpen voor ouderen een onevenredig hoog percentage leucine nodig om de anabole respons te maximaliseren dan zou worden voorspeld op basis van de samenstelling van spiereiwit. Een onevenredig hoog leucinegehalte in samenstellingen die zijn ontworpen om een anabole respons te stimuleren bij jongere, gezonde vrijwilligers is echter niet noodzakelijk. In plaats daarvan werd in de huidige studie het leucinegehalte van de EAA/eiwitsamenstelling gebaseerd op de hoeveelheid die nodig is om een evenwicht te handhaven tussen alle eiwitsynthetische precursoren. Door slechts 20% van de EAA als leucine op te nemen, was het mogelijk de relatieve verhoudingen van de andere EAA te verhogen en zo alle precursoren te leveren die nodig zijn voor de synthese van lichaamseiwitten. Zelfs met een lage dosis vrije EAA bestaande uit slechts 20% leucine, steeg de plasma leucineconcentratie bijna 3-voudig (Fig. 2), terwijl de concentraties van de andere EAA werden verhoogd in verhouding tot hun behoefte aan spiereiwitsynthese.

Naast de mogelijkheid om een samenstelling van exacte verhoudingen van EAA te produceren, hebben vrije EAA het voordeel dat ze snel en volledig worden geabsorbeerd. De snelle piekrespons in plasma EAA is waarschijnlijk een belangrijke reden voor hun effectiviteit . Anderzijds is de totale duur van de respons beperkt, want net zoals de concentraties van EAA in het bloed snel stijgen, dalen zij ook snel. Om deze reden bevat de in deze studie geteste samenstelling naast de EAA’s ook eiwitten om de anabole respons in de tijd na consumptie te verlengen.

Niet-essentiële aminozuren (NEAA) zijn niet nodig voor de acute anabole respons op EAA-consumptie . Dit komt omdat NEAA’s normaal gesproken snel genoeg in het lichaam worden aangemaakt om tekorten te voorkomen. Anderzijds wijzen studies bij vee erop dat maximale groei en ontwikkeling van dieren op lange termijn wordt bereikt met een evenwicht van ongeveer 20-30% NEAA en 70-80% EAA. De implicatie dat de beschikbaarheid van NEAA uiteindelijk snelheidsbeperkend kan worden voor de eiwitsynthese wordt ondersteund door het feit dat de NEAA, met name alanine en glutamine, dalen na consumptie van een enkele dosis vrije-vorm EAA . De toevoeging van intact eiwit aan een mengsel van vrije-vorm EAA’s is de meest efficiënte manier om te zorgen voor een voldoende hoeveelheid NEAA in de voeding om de toename op lange termijn van de vetvrije massa en de fysieke functie als gevolg van regelmatige consumptie te maximaliseren. De werking van peptiden geproduceerd tijdens de vertering van wei-eiwit kan hebben bijgedragen aan een interactief effect tussen vrije EAA en wei-eiwit. Peptiden van wei-eiwit hebben naar verluidt een breed scala aan potentiële voordelen (bijv. ), en versterking van de anabole respons op vrije EAA kan een van die voordelen zijn. De huidige studieopzet maakte het niet mogelijk de rol van peptiden, geproduceerd bij de vertering van wei-eiwit, te beoordelen.

Een opmerking over de relatie tussen de hele lichaamseiwit en spiereiwit FSR respons is op zijn plaats. Kwalitatief waren de reacties van spiereiwit FSR vergelijkbaar met de reacties van eiwit synthese in het gehele lichaam bij de drie behandelingen. Verder waren de spier FSR reacties in de huidige studie over het algemeen in overeenstemming met de resultaten van vergelijkbare studies. Churchward-Venne, e.a., bijvoorbeeld, meldden dat consumptie van 1,5 g of 6 g van een EAA-samenstelling de spier FSR met respectievelijk 40 en 36% deed toenemen, vergeleken met een toename van 50% na consumptie van 40 g wei-eiwit. De overeenkomstige waarden in onze studie waren 39 en 76% toename van de FSR als reactie op respectievelijk 6,3 g en 12,6 g van de vrije EAA/eiwit samenstelling, en een toename van 28% als reactie op de 12,6 g wei-eiwit in Gatorade Recover. In de huidige studie was de omvang van de verschillen in de netto lichaamsbalans tussen de behandelingen echter veel groter dan de verschillen in FSR, als gevolg van een onderdrukking van de eiwitafbraak in het gehele lichaam naast een grotere stimulering van de eiwitsynthese in de hooggedoseerde EAA/eiwit-behandeling. De twee doseringen van de EAA/eiwitsamenstellingen resulteerden in een toename van de netto eiwitbalans van 3,6 ± 1,9 en 11,8 ± 1,8 g eiwit /4 uur voor respectievelijk de lage- en de hoge-dosis vrije EAA/eiwitsamenstellingen, vergeleken met een toename van 3,0 ± 0,9 g voor de Gatorade Recover. Deze resultaten onderstrepen het belang van het kwantificeren van zowel de snelheid van eiwitsynthese als van eiwitafbraak bij het beoordelen van de netto anabole respons op een voedingsinterventie.

De kwantificering van de respons van de netto lichaamsbalans op de consumptie van voedingsstoffen maakte het mogelijk de hoeveelheid verbruikte aminozuren ± eiwit te vergelijken met de nettotoename van lichaamseiwit. De toename in lichaamseiwit was ongeveer 24% van de hoeveelheid wei-eiwit verbruikt met Gatorade Recover (Fig. 3). Dit percentage van netto eiwittoename is consistent met de reeds lang bestaande relatie tussen N-inname en N-retentie bij niveaus van N-inname boven de minimale behoefte en ondersteunt de kwantitatieve geldigheid van het eiwitmodel voor het hele lichaam. In tegenstelling tot de respons op wei-eiwit, bedroeg de toename in lichaamseiwit ongeveer 64 en 105% van respectievelijk de lage en hoge doseringen van de vrije-vorm EAA/eiwit samenstelling. De buitengewone toename van lichaamseiwit in verhouding tot de hoeveelheid aminozuren in de vrije-vorm in de EAA/eiwit samenstelling weerspiegelt de activering van de synthetische capaciteit door de snelle toename van EAA (inclusief leucine) concentraties, de onderdrukkende effecten van een hoge dosis EAA op eiwitafbraak, en het toegenomen hergebruik van endogeen NEAA om complete proteïnen te produceren.

Het is passend om enkele van de voordelen en beperkingen van het kwantificeren van de anabole respons door meting van de gehele lichaamseiwitsynthese en -afbraak te beschouwen. Het is redelijk om de respons op de inname van voedingsstoffen op het niveau van het gehele lichaam te beschouwen, aangezien voedingsstoffen op het niveau van het gehele lichaam worden geconsumeerd. Belangrijk is dat met een eiwitomzetmethodologie voor het gehele lichaam gelijktijdig de snelheid van eiwitsynthese en -afbraak kan worden bepaald, en recente studies hebben de voorheen ondergewaardeerde rol van eiwitafbraak in de anabole respons op eiwitinname aangetoond. Directe meting van spiereiwit FSR daarentegen geeft alleen informatie over de eiwitsynthetische respons. Nauwkeurige meting van de netto spiereiwitbalans vereist de invasieve procedure van arteriële en diep-veneuze catheterisatie. Tegenover de voordelen van eiwitkinetiek voor het gehele lichaam staan beperkingen. De berekende resultaten weerspiegelen een bundeling van de reacties van alle eiwitten in het lichaam, en spiereiwit kan in sommige omstandigheden slechts 25% uitmaken van de totale snelheid van de proteïnesynthese in het gehele lichaam. Omdat het merendeel van de eiwitsynthese in het gehele lichaam elders plaatsvindt dan in de spieren, kan het zijn dat de snelheid van de eiwitsynthese in het gehele lichaam niet direct overeenkomt met de FSR van het spiereiwit in sommige omstandigheden. Met betrekking tot het huidige onderzoek kwam de reactie van de spier FSR echter over het algemeen overeen met de veranderingen in de eiwitsynthese in het gehele lichaam, wat suggereert dat ten minste een deel van de winst in netto eiwitbalans in de spier plaatsvond.

Er zijn verschillende methodologische benaderingen om de snelheid van de eiwitsynthese en -afbraak in het gehele lichaam te kwantificeren, die allemaal voordelen en beperkingen hebben. Wij hebben onlangs de in de huidige studie gebruikte methodologie in detail besproken. Belangrijk is dat wij hebben geconcludeerd dat de noodzakelijke aannames weliswaar tot variabiliteit van de resultaten kunnen leiden, maar geen systematische over- of onderschatting van de berekende waarden veroorzaken. De geldigheid van de in de huidige studie gebruikte methodologie voor het gehele lichaam wordt ondersteund door een vergelijking van de resultaten met de resultaten van andere studies waarbij andere methodologieën worden gebruikt. Zoals hierboven besproken, is er een nauwe relatie tussen de nettotoename van lichaams-N na consumptie van wei-eiwit, berekend met de tracermethode, en de waarde die op grond van eerdere N-balansstudies wordt verwacht. Bovendien was een belangrijke bevinding in de huidige studie dat de eiwitafbraak in het gehele lichaam significant werd onderdrukt met de hoogste dosis van de EAA/eiwitsamenstelling. Het onderdrukkende effect van hoge concentraties plasma-aminozuren op de afbraak van spiereiwit bij menselijke proefpersonen is al meer dan 20 jaar aangetoond door arterieel-veneuze balansstudies .