Effekterne af valle vs. kollagen på MPS

Det aldersrelaterede fald i skeletmuskelmasse og -styrke, kaldet sarkopeni, er forbundet med en lang række metaboliske sygdomstilstande, herunder, men ikke begrænset til, kræft, slagtilfælde, mikrovaskulær sygdom, type 2-diabetes, Parkinsons og Alzheimers. Desuden er fald i skeletmuskelmasse også ledsaget af en endnu mere brat reduktion i skeletmuskelstyrke, kendt som dynapeni, som er en disposition for handicap og fald. Sarkopeni begynder i det 5. årti af livet og fortsætter, i det mindste baseret på befolkningsafledte estimater, med et ~0,8% tab årligt, hvor styrketabet er større og mere varierende ved 2-5% år efter 50 års alderen. Strategier til at opveje tabet af muskelmasse med aldring er bydende nødvendigt for at opretholde livskvaliteten og evnen til at udføre daglige aktiviteter i en ældre befolkning.

Tab af skeletmuskelmasse understøttes af en ubalance mellem hastigheder for muskelproteinsyntese (MPS) og muskelproteinnedbrydning (MPB). Hos raske mennesker er det kendt, at ændringen i hastigheden af ​​MPS som reaktion på kontraktil aktivitet og proteintilførsel er det primære kontrolsted for menneskelig muskelmasse. Med aldring ændres basale niveauer af MPS ikke sammenlignet med yngre voksne, men en stigning i MPS-respons efter en anabolsk stimulus såsom modstandstræning eller proteinindtagelse afstumpes, når deltagerne udsættes for den samme stimulus, kaldet anabolsk modstand. For eksempel kræver ældre voksne 3-6 gange mængden af ​​modstandstræningsvolumen og en dosis på 0,4 g/kg sammenlignet med 0,24 g/kg dosis af højkvalitetsprotein for at stimulere basalhastigheden af ​​muskelproteinsyntese.

Proteinkvalitet og dosis er også afgørende, når man målretter maksimale stigninger i MPS. Betydningen af ​​aminosyrefordøjelighed er afgørende, da ufordøjede kostproteiner kan være uabsorberede og udskilles i stedet for at blive absorberet i tyndtarmen eller bidrage til mager masse. Fødevare- og landbrugsorganisationen har godkendt den fordøjelige uundværlige aminosyrescore (DIAAS) for at vurdere proteinkvaliteten, da den er i stand til at skelne mellem proteiner, der tidligere var klassificeret til en tilsvarende værdi. Ved brug af DIAAS er proteiner med den højeste fordøjelighed og kvalitetsscore de to vigtigste mælkeproteiner kasein og valle, som har score på henholdsvis 1,18 og 1,09, mens hydrolyserede kollagenpeptider (afledt af knogler og bruskvæv) har en score på 0, da det mangler aminosyren tryptofan. Det er vigtigt, at kasein og valle har højere leucinindhold end kollagenpeptider, herunder flere af andre essentielle aminosyrer. Dette er særligt vigtigt, da data fra vores eget laboratorium har vist, at en øget leucinkoncentration i en drik med lavt proteinblanding af makronæringsstoffer redder hastigheden af ​​postprandial MPS til dem, der ses med højere proteinindhold. Desuden er leucin en nøgleudløser for det mekanistiske mål for rapamycinkompleks 1 (mTORC1), en 280 kDa serin/threoninkinase, der er kendt for at aktivere nøgleoversættelsesinitieringsfaktorer involveret i MPS. Proteindoser af lavere kvalitet, såsom hydrolyseret kollagen, ville således i teorien kræve en større dosis for at fremkalde en lignende reaktion på valle eller kasein.

Brugen af ​​hydrolyseret kollagen som et supplement til at forbedre skeletmuskulaturanabolisme er næppe blevet undersøgt tidligere litteratur med de fleste undersøgelser på mennesker, der involverer brugen af ​​kollagenpeptidtilskud til at forbedre kollagenholdigt væv såsom hår, hud og bruskled. Af den nuværende litteratur har tilskud med kollagenpeptider i kombination med modstandstræning vist sig at have bemærkelsesværdige effekter på opbygningen af ​​mager masse hos ældre mænd med et samtidig bemærkelsesværdigt fald i fedtmassen inden for en 12-ugers træningsperiode. Det viste sig også at have bemærkelsesværdige effekter på nitrogenbalancen hos ældre kvinder sammenlignet med valleprotein på trods af et leucinindhold i kollagen, der er 1/16 af det, der findes i valleproteinisolat. Hvis det anabolske potentiale af hydrolyseret kollagen er i stand til at matche det af valleprotein, kan det give en vigtig, omkostningseffektiv og gennemførlig metode, hvormed ældre voksne er i stand til at opnå foreslåede proteinanbefalinger.

Proteinindtagelse efter modstandstræning giver en potent og additiv stimulus over enten anabolsk påvirkning alene. En modstandsøvelse har vist sig at sensibilisere musklen over for virkningerne af protein. Vores laboratorium har tidligere vist, at ældre voksne opnår den største stigning i MPS efter en modstandsøvelse, når de indtager 40 g valleprotein, og at denne effekt var større end at indtage 40 g protein uden træning. Det vil være afgørende for vores forståelse af ældre voksnes proteinbehov at afgøre, om forbruget af valleprotein og kollagenpeptider faktisk er ækvivalente og kan bruges til at øge muskelproteinsynteseresponsen efter modstandsøvelser hos ældre voksne.

Mange undersøgelser, der vurderer akutte ændringer i hastigheden af ​​MPS som reaktion på proteinindtag, gør det ved at infundere et mærket aminosyresporstof og beregne inkorporeringen af ​​dette sporstof i skeletmuskulaturen over en periode på timer. Selvom denne tilgang giver vigtig information, især når den kombineres med kvantitative mål for ændringer i muskelmasse som en MRI, er vurderingen af ​​sporinfusion målt MPS begrænset til ~5-6 timer. Den seneste udvikling af analytiske teknikker har således muliggjort brugen af ​​en deutereret vand-metodologi, der muliggør vurdering af MPS med meget længere perioder med inkorporering, dvs. dage-til-uger. Faktisk er denne metode for nylig blevet valideret, og dens brug er nu ved at blive interesse for mange forskere. Imidlertid har kun få laboratorier demonstreret evnen til at udføre denne måling kompetent. Faktisk har vi for nylig udført to undersøgelser ved hjælp af denne metode, og de MPS-værdier, som vi opnåede, er helt i overensstemmelse med offentliggjorte rapporter. Vi foreslår, at brugen af ​​deutereret vand-metoden i kombination med brugen af ​​stabile isotopsporere vil give os målinger af MPS i både en kontrolleret-akut og en fri-levende situation og vil være et væsentligt fremskridt med hensyn til at bestemme mekanismer, der understøtter protein indtagelse og aldring.