De effecten van Whey vs. Collageen op MPS

De aan leeftijd gerelateerde achteruitgang van skeletspiermassa en -kracht, sarcopenie genoemd, wordt in verband gebracht met een groot aantal metabole ziektetoestanden, waaronder, maar niet beperkt tot, kanker, beroerte, microvasculaire ziekte, diabetes type 2, Parkinson en Alzheimer. Bovendien gaat een afname van de skeletspiermassa ook gepaard met een nog sterkere vermindering van de skeletspierkracht, bekend als dynapenie, wat een aanleg is voor invaliditeit en vallen. Sarcopenie begint in het 5e decennium van het leven en verloopt, althans op basis van schattingen van de bevolking, met een verlies van ~ 0,8% per jaar, waarbij krachtverliezen groter en variabeler zijn bij 2-5% jaar na de leeftijd van 50 jaar. Strategieën om het verlies van spiermassa bij het ouder worden te compenseren, zijn absoluut noodzakelijk voor het behoud van de kwaliteit van leven en het vermogen om dagelijkse activiteiten uit te voeren bij een oudere bevolking.

Verliezen van skeletspiermassa worden ondersteund door een onbalans tussen de snelheid van spiereiwitsynthese (MPS) en spiereiwitafbraak (MPB). Bij gezonde mensen is bekend dat de verandering in de snelheid van MPS als reactie op contractiele activiteit en eiwitvoeding de primaire locus of control is voor menselijke spiermassa. Bij het ouder worden veranderen de basale niveaus van MPS niet in vergelijking met jongere volwassenen, maar een verhoging van de MPS-respons na een anabole stimulus zoals krachttraining of eiwitinname wordt afgezwakt wanneer deelnemers worden blootgesteld aan dezelfde stimulus, anabole weerstand genoemd. Oudere volwassenen hebben bijvoorbeeld 3 tot 6 keer zoveel weerstandstrainingsvolume nodig en een dosis van 0,4 g/kg in vergelijking met 0,24 g/kg eiwit van hoge kwaliteit om de basale snelheid van spiereiwitsynthese te stimuleren.

Eiwitkwaliteit en -dosis zijn ook van cruciaal belang bij het streven naar maximale toename van MPS. Het belang van de verteerbaarheid van aminozuren is cruciaal, aangezien onverteerde voedingseiwitten mogelijk niet worden opgenomen en uitgescheiden in plaats van te worden opgenomen in de dunne darm of bijdragen aan vetvrije massa. De Voedsel- en Landbouworganisatie heeft de verteerbare onmisbare aminozuurscore (DIAAS) goedgekeurd om de eiwitkwaliteit te beoordelen, aangezien deze een onderscheid kan maken tussen eiwitten die voorheen op een gelijkwaardige waarde werden geclassificeerd. Met behulp van de DIAAS zijn eiwitten met de hoogste verteerbaarheids- en kwaliteitsscores de twee belangrijkste melkeiwitten caseïne en wei, die respectievelijk een score van 1,18 en 1,09 hebben, terwijl gehydrolyseerde collageenpeptiden (afkomstig van botten en kraakbeenweefsel) een score van 0 hebben omdat het mist het aminozuur tryptofaan. Belangrijk is dat caseïne en wei hogere leucinegehalten hebben dan collageenpeptiden, waaronder meer van andere essentiële aminozuren. Dit is vooral belangrijk omdat gegevens uit ons eigen laboratorium hebben aangetoond dat het verhogen van de leucineconcentratie van een eiwitarme macronutriëntendrank de percentages van postprandiale MPS redt tot die met een hoger eiwitgehalte. Bovendien is leucine een belangrijke trigger van het mechanistische doelwit van rapamycinecomplex 1 (mTORC1), een serine/threoninekinase van 280 kDa waarvan bekend is dat het de belangrijkste translatie-initiatiefactoren activeert die betrokken zijn bij MPS. Eiwitdoses van lagere kwaliteit, zoals gehydrolyseerd collageen, zouden dus in theorie een grotere dosis nodig hebben om een ​​vergelijkbare respons op wei of caseïne op te wekken.

Het gebruik van gehydrolyseerd collageen als supplement om het anabolisme van de skeletspieren te verbeteren, is in de literatuur nauwelijks onderzocht, waarbij de meeste onderzoeken bij mensen betrekking hadden op het gebruik van collageenpeptide-suppletie om collageenbevattende weefsels zoals haar, huid en kraakbeenachtige gewrichten te verbeteren. Uit de huidige literatuur bleek suppletie met collageenpeptiden in combinatie met krachttraining opmerkelijke effecten te hebben op de opbouw van vetvrije massa bij oudere mannen met een daarmee gepaard gaande opmerkelijke afname van de vetmassa binnen een trainingsperiode van 12 weken. Het bleek ook opmerkelijke effecten te hebben op de stikstofbalans bij oudere vrouwen in vergelijking met wei-eiwit, ondanks een leucinegehalte in collageen dat 1/16e is van dat in wei-eiwitisolaat. Als het anabole potentieel van gehydrolyseerd collageen dat van wei-eiwit kan evenaren, kan het een belangrijke, kosteneffectieve en haalbare methode zijn waarmee oudere volwassenen de voorgestelde eiwitaanbevelingen kunnen bereiken.

Eiwitinname na weerstandstraining zorgt voor een krachtige en aanvullende stimulans boven beide anabole invloeden alleen. Het is aangetoond dat een weerstandsoefening de spier gevoelig maakt voor de effecten van eiwitten. Ons lab heeft eerder aangetoond dat oudere volwassenen de grootste toename in MPS bereiken na een weerstandstraining bij het consumeren van 40 g wei-eiwit en dat dit effect groter was dan het consumeren van 40 g eiwit zonder lichaamsbeweging. Het zal van cruciaal belang zijn voor ons begrip van de eiwitbehoeften van oudere volwassenen om te bepalen of de consumptie van wei-eiwit en collageenpeptiden inderdaad gelijkwaardig is en kan worden gebruikt om de synthetische reactie van spiereiwitten na krachttraining bij oudere volwassenen te versterken.

Veel onderzoeken die acute veranderingen in MPS-snelheden als reactie op eiwitinname beoordelen, doen dit door een gelabelde aminozuurtracer toe te dienen en de opname van die tracer in de skeletspier over een periode van uren te berekenen. Hoewel deze aanpak belangrijke informatie biedt, vooral in combinatie met kwantitatieve metingen van veranderingen in spiermassa, zoals een MRI, is de beoordeling van tracer-infusie gemeten MPS beperkt tot ~ 5-6 uur. Zo hebben recente ontwikkelingen van analytische technieken het gebruik mogelijk gemaakt van een gedeutereerde watermethodologie die beoordeling van MPS mogelijk maakt met veel langere opnameperioden, d.w.z. dagen tot weken. Deze methode is inderdaad onlangs gevalideerd en het gebruik ervan staat nu in de belangstelling van veel onderzoekers. Slechts enkele laboratoria hebben echter aangetoond dat ze deze meting vakkundig kunnen uitvoeren. We hebben onlangs zelfs twee onderzoeken uitgevoerd met deze methodologie en de MPS-waarden die we hebben verkregen, komen volledig overeen met gepubliceerde rapporten. We stellen voor dat het gebruik van de gedeutereerde watermethodiek in combinatie met het gebruik van stabiele isotooptracers ons metingen van MPS zal opleveren in zowel een gecontroleerde acute als een vrijlevende situatie en een substantiële vooruitgang zou zijn bij het bepalen van mechanismen die ten grondslag liggen aan eiwit inname en veroudering.