Die Auswirkungen von Molke vs. Kollagen auf MPS

Die altersbedingte Abnahme der Skelettmuskelmasse und -stärke, die als Sarkopenie bezeichnet wird, ist mit einer Vielzahl von Stoffwechselerkrankungen verbunden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Krebs, Schlaganfall, mikrovaskuläre Erkrankungen, Typ-2-Diabetes, Parkinson und Alzheimer. Darüber hinaus geht der Rückgang der Skelettmuskelmasse auch mit einer noch steileren Verringerung der Skelettmuskelkraft einher, die als Dynapenie bekannt ist und eine Prädisposition für Behinderungen und Stürze darstellt. Sarkopenie beginnt im 5. Lebensjahrzehnt und verläuft, zumindest basierend auf Schätzungen aus der Bevölkerung, mit einem jährlichen Verlust von ~0,8 %, wobei der Kraftverlust mit 2-5 % pro Jahr nach dem 50. Lebensjahr größer und variabler ist. Strategien zum Ausgleich des altersbedingten Muskelmasseabbaus sind für den Erhalt der Lebensqualität und der Fähigkeit zur Ausübung der Aktivitäten des täglichen Lebens in einer älteren Bevölkerung unerlässlich.

Verluste an Skelettmuskelmasse werden durch ein Ungleichgewicht zwischen Muskelproteinsynthese (MPS) und Muskelproteinabbau (MPB) untermauert. Bei gesunden Menschen ist bekannt, dass die Änderung der MPS-Rate als Reaktion auf kontraktile Aktivität und Proteinzufuhr der primäre Kontrollort für die menschliche Muskelmasse ist. Mit zunehmendem Alter ändern sich die basalen MPS-Werte im Vergleich zu jüngeren Erwachsenen nicht, jedoch wird die Erhöhung der MPS-Reaktion nach einem anabolen Stimulus wie Widerstandstraining oder Proteinaufnahme abgeschwächt, wenn die Teilnehmer demselben Stimulus ausgesetzt sind, der als anaboler Widerstand bezeichnet wird. Zum Beispiel benötigen ältere Erwachsene das 3- bis 6-fache des Widerstandsübungsvolumens und eine Dosis von 0,4 g/kg im Vergleich zu 0,24 g/kg an hochwertigem Protein, um die Grundraten der Muskelproteinsynthese zu stimulieren.

Proteinqualität und -dosis sind ebenfalls entscheidend, wenn man auf maximale Steigerungen der MPS abzielt. Die Bedeutung der Verdaulichkeit von Aminosäuren ist von entscheidender Bedeutung, da unverdaute Nahrungsproteine ​​möglicherweise nicht absorbiert und ausgeschieden werden, anstatt im Dünndarm absorbiert zu werden oder zur Magermasse beizutragen. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation hat den Score für verdauliche, unverzichtbare Aminosäuren (DIAAS) zur Bewertung der Proteinqualität empfohlen, da er in der Lage ist, zwischen Proteinen zu unterscheiden, die zuvor als gleichwertig eingestuft wurden. Unter Verwendung des DIAAS sind die Proteine ​​mit den höchsten Verdaulichkeits- und Qualitätswerten die beiden Hauptmilchproteine ​​Kasein und Molke, die Werte von 1,18 bzw. 1,09 aufweisen, während hydrolysierte Kollagenpeptide (aus Knochen und Knorpelgewebe gewonnen) einen Wert von 0 aufweisen fehlt die Aminosäure Tryptophan. Wichtig ist, dass Kasein und Molke einen höheren Leucingehalt als Kollagenpeptide haben, einschließlich mehr anderer essentieller Aminosäuren. Dies ist besonders wichtig, da Daten aus unserem eigenen Labor gezeigt haben, dass eine Erhöhung der Leucinkonzentration eines proteinarmen gemischten Makronährstoffgetränks die postprandialen MPS-Raten gegenüber denen mit höherem Proteingehalt rettet. Darüber hinaus ist Leucin ein wichtiger Auslöser des mechanistischen Ziels von Rapamycin-Komplex 1 (mTORC1), einer 280-kDa-Serin/Threonin-Kinase, von der bekannt ist, dass sie wichtige Translationsinitiationsfaktoren aktiviert, die an MPS beteiligt sind. Daher würden Proteindosen von geringerer Qualität, wie beispielsweise hydrolysiertes Kollagen, theoretisch eine größere Dosis erfordern, um eine ähnliche Reaktion auf Molke oder Kasein hervorzurufen.

Die Verwendung von hydrolysiertem Kollagen als Ergänzung zur Verbesserung des Skelettmuskelanabolismus wurde in der bisherigen Literatur kaum untersucht, wobei die meisten Studien an Menschen die Verwendung einer Kollagenpeptid-Ergänzung zur Verbesserung von kollagenhaltigen Geweben wie Haaren, Haut und Knorpelgelenken beinhalteten. In der aktuellen Literatur wurde festgestellt, dass die Supplementierung mit Kollagenpeptiden in Kombination mit Widerstandstraining bemerkenswerte Auswirkungen auf den Aufbau von Magermasse bei älteren Männern mit einer gleichzeitigen bemerkenswerten Abnahme der Fettmasse innerhalb einer 12-wöchigen Trainingsperiode hat. Es wurde auch festgestellt, dass es im Vergleich zu Molkenprotein bemerkenswerte Auswirkungen auf den Stickstoffhaushalt bei älteren Frauen hat, trotz eines Leucingehalts in Kollagen, der 1/16 des in Molkenproteinisolat gefundenen beträgt. Wenn das anabole Potenzial von hydrolysiertem Kollagen dem von Molkenprotein entspricht, kann es eine wichtige, kostengünstige und praktikable Methode darstellen, mit der ältere Erwachsene die empfohlenen Proteinempfehlungen erreichen können.

Die Einnahme von Protein nach dem Widerstandstraining bietet einen starken und zusätzlichen Stimulus gegenüber jedem anabolen Einfluss allein. Es hat sich gezeigt, dass ein Widerstandstraining den Muskel für die Wirkung von Proteinen sensibilisiert. Unser Labor hat zuvor gezeigt, dass ältere Erwachsene den größten Anstieg der MPS nach einem Widerstandstraining erreichen, wenn sie 40 g Wheyprotein konsumieren, und dass dieser Effekt größer war als der Konsum von 40 g Protein ohne Training. Für unser Verständnis des Proteinbedarfs älterer Erwachsener wird es von entscheidender Bedeutung sein, festzustellen, ob der Verzehr von Molkenprotein und Kollagenpeptiden tatsächlich gleichwertig ist und verwendet werden kann, um die Muskelprotein-Synthesereaktion nach Widerstandsübungen bei älteren Erwachsenen zu verstärken.

Viele Studien, die akute Veränderungen der MPS-Raten als Reaktion auf die Proteinaufnahme bewerten, tun dies, indem sie einen markierten Aminosäure-Tracer infundieren und den Einbau dieses Tracers in die Skelettmuskulatur über einen Zeitraum von Stunden berechnen. Während dieser Ansatz wichtige Informationen liefert, insbesondere wenn er mit quantitativen Messungen der Veränderungen der Muskelmasse wie MRT gekoppelt ist, ist die Bewertung der durch Tracer-Infusion gemessenen MPS auf ca. 5-6 h begrenzt. Somit haben jüngste Entwicklungen von Analysetechniken die Verwendung einer deuterierten Wassermethodik ermöglicht, die eine Bewertung von MPS mit viel längeren Einarbeitungszeiträumen, d. h. Tagen bis Wochen, ermöglicht. Tatsächlich wurde diese Methode kürzlich validiert, und ihre Verwendung wird nun zum Interesse vieler Forscher. Allerdings haben nur wenige Labore die Fähigkeit bewiesen, diese Messung kompetent durchzuführen. Tatsächlich haben wir kürzlich zwei Studien mit dieser Methodik durchgeführt, und die von uns erhaltenen MPS-Werte stimmen vollständig mit den veröffentlichten Berichten überein. Wir schlagen vor, dass die Verwendung der deuterierten Wassermethodik in Kombination mit der Verwendung von stabilen Isotopen-Tracern uns Messungen von MPS sowohl in einer kontrollierten akuten als auch in einer frei lebenden Situation liefern wird und ein wesentlicher Fortschritt bei der Bestimmung von Mechanismen wäre, die Protein zugrunde liegen Einnahme und Alterung.