Účinky syrovátky vs. kolagen na MPS

S věkem související pokles hmoty a síly kosterního svalstva, nazývaný sarkopenie, je spojen s řadou metabolických chorobných stavů, včetně, ale bez omezení, rakoviny, mrtvice, mikrovaskulárního onemocnění, diabetu 2. typu, Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby. Navíc úbytek hmoty kosterního svalstva je také doprovázen ještě prudším snížením síly kosterního svalstva, známou jako dynapenie, což je predispozice k invaliditě a pádům. Sarkopenie začíná v 5. dekádě života a pokračuje, alespoň na základě odhadů odvozených od populace, při ~0,8% ztrátě ročně, přičemž ztráty síly jsou větší a variabilnější o 2-5% rok po 50. roce života. Strategie kompenzující ztrátu svalové hmoty v důsledku stárnutí jsou nezbytné pro udržení kvality života a schopnosti vykonávat činnosti každodenního života u starší populace.

Ztráta hmoty kosterního svalstva je podpořena nerovnováhou mezi rychlostí syntézy svalových bílkovin (MPS) a odbouráváním svalových bílkovin (MPB). U zdravých lidí je známo, že změna rychlosti MPS v reakci na kontraktilní aktivitu a příjem bílkovin je primárním místem kontroly lidské svalové hmoty. Se stárnutím se bazální hladiny MPS ve srovnání s mladšími dospělými nemění, avšak zvýšení odpovědi MPS po anabolickém stimulu, jako je odporové cvičení nebo požití proteinu, se otupí, když jsou účastníci vystaveni stejnému stimulu, nazývanému anabolická rezistence. Například starší dospělí potřebují 3-6krát větší objem zátěžového cvičení a dávku 0,4 g/kg ve srovnání s 0,24 g/kg vysoce kvalitního proteinu, aby stimulovali bazální rychlost syntézy svalových proteinů.

Kvalita proteinu a dávka jsou také kritické při cílení na maximální zvýšení MPS. Důležitost stravitelnosti aminokyselin je zásadní, protože nestrávené dietní bílkoviny mohou být neabsorbovány a vylučovány, spíše než aby byly absorbovány v tenkém střevě nebo přispívaly k netukové hmotě. Organizace pro výživu a zemědělství schválila skóre stravitelných nepostradatelných aminokyselin (DIAAS) pro hodnocení kvality bílkovin, protože je schopna rozlišit mezi bílkovinami, které byly dříve klasifikovány jako ekvivalentní. Při použití DIAAS jsou proteiny s nejvyšším skóre stravitelnosti a kvality dva hlavní mléčné proteiny kasein a syrovátka, které mají skóre 1,18 a 1,09, zatímco hydrolyzované kolagenové peptidy (pocházející z kostí a chrupavčitých tkání) mají skóre 0. postrádá aminokyselinu tryptofan. Důležité je, že kasein a syrovátka mají vyšší obsah leucinu než kolagenové peptidy, včetně více dalších esenciálních aminokyselin. To je zvláště důležité, protože údaje z naší vlastní laboratoře prokázaly, že zvýšení koncentrace leucinu v nápoji s nízkým obsahem bílkovin smíšeného s makroživinami zachraňuje míru postprandiálního MPS oproti těm, které byly pozorovány s vyšším obsahem bílkovin. Kromě toho je leucin klíčovým spouštěčem mechanického cíle rapamycinového komplexu 1 (mTORC1), 280-kDa serin/threonin kinázy, o které je známo, že aktivuje klíčové iniciační faktory translace zahrnuté v MPS. Tudíž dávky proteinů nižší kvality, jako je hydrolyzovaný kolagen, by teoreticky vyžadovaly větší dávku, aby vyvolaly podobnou reakci na syrovátku nebo kasein.

Použití hydrolyzovaného kolagenu jako doplňku ke zvýšení anabolismu kosterního svalstva bylo v literatuře stěží prozkoumáno, přičemž většina studií u lidí zahrnovala použití suplementace kolagenovým peptidem pro posílení tkání obsahujících kolagen, jako jsou vlasy, kůže a chrupavčité klouby. V současné literatuře bylo zjištěno, že suplementace kolagenovými peptidy v kombinaci s odporovým cvičením má pozoruhodné účinky na nárůst netukové hmoty u starších mužů se současným pozoruhodným poklesem tukové hmoty během 12týdenního tréninkového období. Bylo také zjištěno, že má pozoruhodné účinky na dusíkovou rovnováhu u starších žen ve srovnání se syrovátkovým proteinem navzdory obsahu leucinu v kolagenu, který je 1/16 obsahu v izolátu syrovátkového proteinu. Pokud je anabolický potenciál hydrolyzovaného kolagenu schopen odpovídat potenciálu syrovátkového proteinu, může představovat důležitou, nákladově efektivní a proveditelnou metodu, pomocí které jsou starší dospělí schopni dosáhnout doporučených proteinových doporučení.

Požití bílkovin po zátěžovém cvičení poskytuje silný a aditivní stimul nad buď samotný anabolický vliv. Bylo prokázáno, že cvičení s odporem zvyšuje citlivost svalů na účinky bílkovin. Naše laboratoř již dříve prokázala, že starší dospělí dosáhnou největšího zvýšení MPS po zátěžovém cvičení při konzumaci 40 g syrovátkového proteinu a že tento účinek byl větší než konzumace 40 g proteinu bez cvičení. Pro naše pochopení proteinových potřeb starších dospělých bude zásadní určit, zda je konzumace syrovátkového proteinu a kolagenových peptidů skutečně ekvivalentní a zda je lze použít k posílení syntetické odezvy svalových proteinů po cvičení s odporem u starších dospělých.

Mnoho studií, které hodnotí akutní změny v míře MPS v reakci na příjem bílkovin, tak činí infuzí značeného indikátoru aminokyselin a výpočtem začlenění tohoto indikátoru do kosterního svalstva po dobu několika hodin. I když tento přístup poskytuje důležité informace, zejména ve spojení s kvantitativními měřeními změn ve svalové hmotě, jako je MRI, je hodnocení MPS naměřené pomocí indikátoru-infuze omezeno na ~5-6 hodin. Nedávný vývoj analytických technik tedy umožnil použití metodologie deuterované vody, která umožňuje hodnocení MPS s mnohem delšími obdobími inkorporace, tj. dny až týdny. Tato metoda byla skutečně nedávno ověřena a její použití se nyní stává zájmem mnoha výzkumníků. Schopnost kompetentně provádět toto měření však prokázalo jen několik laboratoří. Ve skutečnosti jsme nedávno provedli dvě studie používající tuto metodologii a hodnoty MPS, které jsme získali, jsou zcela v souladu s publikovanými zprávami. Navrhujeme, aby použití metodologie deuterované vody v kombinaci s použitím stabilních izotopových indikátorů nám poskytlo měření MPS v kontrolované akutní situaci i v situaci volného života a bylo by podstatným pokrokem při určování mechanismů podporujících proteiny. požití a stárnutí.