Głównym wnioskiem z tego badania jest to, że połączenie wolnych EAA i białek serwatkowych jest wysoce anaboliczne u zdrowych, młodych ochotników. Odpowiedź anaboliczna na kompozycję wolnych EAA i białka była zależna od dawki. Co ciekawe, przyrost NB po spożyciu 12,6 g wolnego EAA plus białko serwatkowe był znacznie większy niż odpowiedź NB na spożycie 6,3 g produktu wolnego EAA/białko, po znormalizowaniu w stosunku do ilości spożytego produktu (ryc. 4), ze względu na większą supresję rozpadu białka. Odpowiedź anaboliczna na każdą z dawek wolnych EAA/białko serwatkowe była większa niż odpowiedź na komercyjny napój na bazie białka serwatkowego, po znormalizowaniu do spożytej ilości produktu. Po znormalizowaniu do ilości spożytego produktu, odpowiedź NB na niską dawkę wolnego EAA/białko była w przybliżeniu trzykrotnie większa niż na produkt z białka serwatkowego, a odpowiedź NB na wysoką dawkę wolnego EAA/białko była w przybliżeniu sześciokrotnie większa niż na produkt z białka serwatkowego.

Korzyści anaboliczne płynące z suplementów diety zawierających białko serwatkowe są dobrze ugruntowane, zarówno u osób prowadzących siedzący tryb życia, jak i jako uzupełnienie treningu fizycznego (np. Podobnie, spożycie suplementów diety opartych na wolnych EAA są dobrze udokumentowane do stymulowania syntezy białek mięśniowych i równowagi białek netto, a trwałe spożycie poprawia funkcje fizyczne u osób starszych . Stymulacja syntezy białek mięśniowych przez spożycie mniej niż 4 g EAA jest tak duża, jak odpowiedź na spożycie 25 g dawki białka serwatkowego. Zwiększony efekt anaboliczny wolnych EAA suplementów diety został przypisany przez niektórych do aktywacji mTORC1 i powiązanych związków zaangażowanych w inicjacji syntezy białek . Leucyna w szczególności został zgłoszony do odgrywania kluczowej roli w aktywacji mTORC1, a tym samym stymulacji syntezy białek mięśniowych . Koncepcja, że dodanie wolnej leucyny do dawki białka pokarmowego aktywuje mTORC1, tym samym wzmacniając anaboliczną odpowiedź na aminokwasy w białku, została przetestowana w poprzednich badaniach. Wyniki badań, w których wolna leucyna została dodana do białka w diecie lub do pełnowartościowych posiłków były rozczarowujące. W warunkach upośledzonej odpowiedzi anabolicznej, jak to ma miejsce w wyniszczeniu nowotworowym, dodatek leucyny do kompozycji odżywczej na bazie serwatki może zwiększyć odpowiedź anaboliczną. Jednak u zdrowych, młodszych osób, każdy korzystny efekt dodania wolnej leucyny do nienaruszonego białka jest krótkotrwały lub nie jest wykrywany. Problem z dodaniem wyłącznie leucyny do białka pokarmowego polega na tym, że dostępność innych EAA staje się ograniczeniem tempa. W szczególności, stężenie w osoczu innych aminokwasów rozgałęzionych (walina i izoleucyna) spada poniżej poziomu na czczo, gdy tylko dodatkowa leucyna jest dodawana do nienaruszonego białka .

Niniejsze badanie jest pierwszym, którego jesteśmy świadomi, w którym zrównoważona formuła wolnego EAA został połączony z białkiem serwatki. Preparat ten różnił się od większości kompozycji odżywczych EAA tym, że leucyna stanowiła tylko 20% wolnego EAA. Postuluje się, że wielkość odpowiedzi anabolicznej na białko w diecie jest określana przez wzrost stężenia leucyny w osoczu, a nie przez ilość spożywanego białka. Na poparcie tej perspektywy, kompozycje EAA przeznaczone dla osób starszych wymagają nieproporcjonalnie wysokiego odsetka leucyny, aby zmaksymalizować odpowiedź anaboliczną, niż wynikałoby to ze składu białka mięśniowego. Jednakże, nieproporcjonalnie wysoka zawartość leucyny w kompozycjach zaprojektowanych w celu stymulowania odpowiedzi anabolicznej u młodszych, zdrowych ochotników nie jest konieczna. W obecnym badaniu zawartość leucyny w kompozycji EAA/białko była raczej oparta na ilości wymaganej do utrzymania równowagi wśród wszystkich prekursorów syntetycznych białek. Poprzez włączenie tylko 20% EAA jako leucyny, możliwe było zwiększenie względnych proporcji innych EAA, zapewniając w ten sposób wszystkie prekursory niezbędne do syntezy białek organizmu. Nawet przy niskiej dawce wolnych EAA składających się tylko z 20% leucyny, stężenie leucyny w osoczu wzrosło prawie 3-krotnie (ryc. 2), podczas gdy stężenia pozostałych EAA zostały zwiększone proporcjonalnie do ich zapotrzebowania na syntezę białek mięśniowych.

Oprócz możliwości wytworzenia kompozycji dokładnych proporcji EAA, wolne EAA mają tę zaletę, że są szybko i całkowicie wchłaniane. Szybka reakcja szczytowa w osoczu EAA jest prawdopodobnie kluczowym powodem ich skuteczności. Z drugiej strony, całkowity czas trwania odpowiedzi jest ograniczony, ponieważ tak jak stężenie EAA we krwi szybko rośnie, tak samo szybko spada. Z tego powodu kompozycja testowana w tym badaniu zawiera białko oprócz EAA, aby przedłużyć odpowiedź anaboliczną w czasie po spożyciu.

Niezbędne aminokwasy (NEAA) nie są wymagane do ostrej odpowiedzi anabolicznej na spożycie EAA . Wynika to z faktu, że NEAA są normalnie produkowane w organizmie na tyle szybko, aby uniknąć niedoborów. Z drugiej strony, badania przeprowadzone na zwierzętach gospodarskich sugerują, że maksymalny długoterminowy wzrost i rozwój zwierząt osiąga się przy równowadze około 20-30% NEAA i 70-80% EAA. Implikacja, że dostępność NEAA może ostatecznie stać się ograniczająca dla syntezy białek jest poparta faktem, że NEAA, szczególnie alanina i glutamina, spadają po spożyciu pojedynczej dawki wolnego EAA. Dodanie nienaruszonego białka do mieszaniny wolnych EAA jest najbardziej efektywnym sposobem zapewnienia odpowiedniej ilości NEAA w diecie w celu maksymalizacji długoterminowego wzrostu beztłuszczowej masy ciała i funkcji fizycznych wynikających z regularnego spożywania. Działanie peptydów powstających w procesie trawienia białka serwatkowego mogło przyczynić się do interaktywnego efektu pomiędzy wolnymi EAA a białkiem serwatkowym. Peptydy białka serwatkowego mają wiele potencjalnych korzyści (np. ), a jedną z nich może być wzmocnienie anabolicznej odpowiedzi na wolne EAA. Obecny projekt badania nie pozwolił na ocenę roli peptydów wytwarzanych w procesie trawienia białka serwatki.

Właściwy jest komentarz dotyczący związku pomiędzy odpowiedzią FSR białka całego ciała i białka mięśniowego. Jakościowo odpowiedzi białka mięśniowego FSR były podobne do odpowiedzi syntezy białka całego ciała z trzech zabiegów. Ponadto, odpowiedzi FSR mięśni w bieżącym badaniu były ogólnie zgodne z wynikami porównywalnych badań. Na przykład, Churchward-Venne i wsp. wykazali, że spożycie 1,5 g lub 6 g kompozycji EAA zwiększyło FSR mięśni odpowiednio o 40 i 36%, w porównaniu do 50% wzrostu po spożyciu 40 g białka serwatkowego. Odpowiednie wartości w naszym badaniu to 39 i 76% wzrost FSR w odpowiedzi na 6,3 g i 12,6 g, odpowiednio, wolnej kompozycji EAA/białko oraz 28% wzrost w odpowiedzi na 12,6 g białka serwatkowego w Gatorade Recover. Jednakże w obecnym badaniu wielkość różnic w odpowiedzi bilansu netto całego ciała pomiędzy terapiami była znacznie większa niż różnice w FSR, ze względu na tłumienie rozpadu białek całego ciała oprócz większej stymulacji syntezy białek w leczeniu wysoką dawką EAA/białko. Dwie dawki kompozycji EAA/białko spowodowały wzrost bilansu białkowego netto o 3,6 ± 1,9 i 11,8 ± 1,8 g białka /4 h odpowiednio dla niskiej i wysokiej dawki wolnych kompozycji EAA/białko, w porównaniu ze wzrostem o 3,0 ± 0,9 g dla Gatorade Recover. Wyniki te podkreślają znaczenie ilościowego określenia zarówno tempa syntezy i rozpadu białek przy ocenie odpowiedzi anabolicznej netto na interwencję żywieniową.

Kwantyfikacja odpowiedzi równowagi netto całego ciała na spożycie składników odżywczych umożliwiła porównanie ilości spożywanych aminokwasów ± białka z przyrostem netto białka w organizmie. Przyrost białka w organizmie wynosił około 24% ilości białka serwatkowego spożytego z Gatorade Recover (ryc. 3). Ten procent przyrostu białka netto jest zgodny z dawno ustalonym związkiem pomiędzy spożyciem N i retencją N na poziomach spożycia N powyżej minimalnych wymagań i zapewnia wsparcie dla ilościowej ważności modelu białka całego ciała. W przeciwieństwie do odpowiedzi na białko serwatkowe, przyrost białka w organizmie wynosił około 64 i 105% odpowiednio w przypadku niskich i wysokich dawek kompozycji wolnej formy EAA/białko. Nadzwyczajny wzrost białka ciała w stosunku do ilości aminokwasów w wolnej postaci w EAA / kompozycji białkowej odzwierciedla aktywację zdolności syntetycznych przez szybki wzrost stężenia EAA (w tym leucyny), tłumiące skutki wysokiej dawki EAA na rozpad białka , a zwiększona reutylizacja endogennego NEAA do produkcji kompletnych protein.

Właściwe jest, aby rozważyć niektóre z zalet i ograniczeń ilościowego określania odpowiedzi anabolicznej przez pomiar syntezy i rozpadu białka całego ciała. Rozważanie odpowiedzi na spożycie składników odżywczych na poziomie całego ciała jest uzasadnione, ponieważ składniki odżywcze są spożywane na poziomie całego ciała. Co ważne, metodologia pomiaru obrotu białek w całym organizmie umożliwia jednoczesne określenie tempa syntezy i rozpadu białek, a ostatnie badania podkreśliły wcześniej niedocenianą rolę rozpadu białek w anabolicznej odpowiedzi na spożycie białka. Bezpośredni pomiar FSR białek mięśniowych, z drugiej strony, dostarcza informacji tylko na temat odpowiedzi syntetycznej białek. Dokładny pomiar bilansu netto białek mięśniowych wymaga inwazyjnej procedury cewnikowania tętnic i żył głębokich. W zestawieniu z zaletami kinetyki białek całego ciała, istnieją pewne ograniczenia. Obliczone wyniki odzwierciedlają łączenie odpowiedzi wszystkich białek w organizmie, a białko mięśniowe może stanowić zaledwie 25% całkowitej szybkości syntezy białek całego ciała w niektórych okolicznościach. Ponieważ większość syntezy białek całego ciała występuje gdzie indziej niż w mięśniach, tempo syntezy białek całego ciała może nie odpowiadać bezpośrednio FSR białek mięśniowych w niektórych okolicznościach. Jednakże, w odniesieniu do bieżącego badania, odpowiedź mięśni FSR generalnie odpowiadała zmianom w syntezie białek całego ciała, co sugeruje, że przynajmniej część zysku w równowadze białkowej netto wystąpiła w mięśniach.

Istnieją różne podejścia metodologiczne do ilościowego określania wskaźników syntezy i rozpadu białek całego ciała, z których wszystkie mają zalety i ograniczenia. Niedawno omówiliśmy szczegółowo metodologię zastosowaną w obecnym badaniu. Co ważne, doszliśmy do wniosku, że niezbędne założenia, choć potencjalnie przyczyniają się do zmienności wyników, nie powodują systematycznego zawyżania lub zaniżania obliczonych wartości. Ważność metodologii całego ciała zastosowanej w obecnym badaniu jest poparta porównaniem wyników z wynikami innych badań wykorzystujących różne metodologie. Jak omówiono powyżej, istnieje ścisła zależność między przyrostem netto N ciała po spożyciu białka serwatkowego obliczonym metodą znacznikową a wartością oczekiwaną na podstawie wcześniejszych badań bilansu N. Ponadto, kluczowym odkryciem w obecnym badaniu było to, że rozkład białek w całym organizmie był znacząco tłumiony przy najwyższej dawce kompozycji EAA/białko. Tłumiący wpływ wysokich stężeń aminokwasów w osoczu na rozpad białek mięśniowych u ludzi został dobrze ugruntowany przez ponad 20 lat w badaniach równowagi tętniczo-żylnej .

.