Može li biljni protein biti jednako anaboličan kao životinjski protein?

Uvod

Popularna fitnes dogma tijekom desetljeća ustvrdila je da je nemoguće izgraditi toliko mišića koristeći biljni protein u usporedbi s životinjskim proteinom. Ovo nije potpuno nepodržano znanstvenim istraživanjima. Zapravo, nedavna meta-analiza randomiziranih kontroliranih pokusa pokazala je skromnu prednost životinjskog proteina u odnosu na biljni protein za nakupljanje čiste mase. To je potkrijepljeno istraživanjima koja pokazuju da izvori biljnih proteina obično ne potiču istu anaboličku reakciju sinteze mišićnog proteina (MPS) kao izvori životinjskih proteina. Čini se da je to povezano sa sadržajem esencijalnih aminokiselina (EAA) u proteinu, posebno aminokiselinom leucin, koji se pokazao kao odgovorna aminokiselina za poticanje mTOR-a i MPS-a. Biljni proteini obično imaju manje leucina od izvora životinjskog proteina, što je predloženo kao mehanizam zbog kojeg bi životinjski proteini mogli biti anaboličniji od biljnih proteina.

Još jedan potencijalni problem s biljnim proteinima je što su obično manje probavljivi od životinjskih proteina, međutim, to se uglavnom odnosi na netaknute izvore biljnih proteina u obliku cjelovite hrane. To je zato što je veći dio proteina u biljnim izvorima vezan za vlaknasti biljni materijal, što čini neki od proteina nedostupnim probavnim enzimima. U izoliranim oblicima biljnih proteina, to je mnogo manji problem jer procesiranje biljne hrane kako bi se stvorio izolirani izvor proteina značajno povećava njegovu biodostupnost (npr. proteinski prašci iz biljnih izvora). Veći problem kod izoliranih biljnih proteina je što mnogi od njih imaju tzv. ograničavajuće određene aminokiseline. Primjerice, pšenični protein vrlo je siromašan lizinom, kukuruzni protein također nedostaje lizin i triptofan, dok je protein graška siromašan metioninom.

Potencijalna strategija za poboljšanje kvalitete izoliranih biljnih proteina jest kombiniranje nekoliko različitih biljnih proteina kako bi se nadopunili i eliminirali mogući problemi s ograničavajućim aminokiselinama. Teoretski, ako se biljni proteini mogu kombinirati kako bi proizveli sličan profil aminokiselina kao životinjski proteini i imali sličnu biodostupnost, nema razloga da ne proizvode slične anaboličke učinke. Ovo istraživanje* imalo je za cilj kombiniranje kukuruza, pšenice i proteina graška kako bi se proizveo sličan profil aminokiselina kao protein mlijeka, a zatim usporediti reakciju MPS-a na temelju konzumiranja 30 g svakog. Kombiniranjem kukuruza, pšenice i proteina graška uravnotežuju se njihove pojedinačne ograničavajuće aminokiseline. Dok su pšenica i kukuruz siromašni lizinom, protein graška to nije. Dok je kukuruz siromašan triptofanom, pšenica i grašak to nisu. Grašak je siromašan metioninom, ali pšenica i kukuruz nisu. Kao bonus, kukuruz je također VRLO bogat leucinom što pomaže uravnotežiti relativno niski sadržaj leucina u pšenici.

*(The muscle protein synthetic response to the ingestion of a plant-derived protein blend does not differ from an equivalent amount of milk protein in healthy, young males. Pinckaers et al. (2022) )

Istraživači su regrutirali 24 zdrava, rekreacijski aktivna mlada muškarca. To znači da imaju iskustva u sportu, ali nisu pratili strukturirani program treninga ili vježbanja.

Koncentracije aminokiselina u plazmi
Za razliku od podataka o stopama sinteze miofibrilarnih proteina, postojale su neke razlike između skupina u koncentracijama aminokiselina. Obje vrste proteina djelotvorne su u povećanju koncentracija aminokiselina nakon unosa. Koncentracije esencijalnih aminokiselina (EAA) u plazmi povećale su se nakon unosa proteina, pri čemu je brži i veći porast koncentracija cirkulirajućih EAA uslijedio nakon unosa mlijeka u usporedbi s biljnim blendom (p <0.001). To ukazuje na to da je životinjski protein učinkovitiji od biljnog proteina u povećanju koncentracija esencijalnih aminokiselina (EAA). Ukupno povećanje dostupnosti EAA u plazmi tijekom cijelog 300-minutnog postprandijalnog razdoblja, izraženo kao iAUC, bilo je otprilike dvostruko veće za MLIJEKO u usporedbi s BILJNIM BLENDOM (151±31 vs. 79±12 mmol∙300 min∙L-1; t-test za dva uzorka: P<0.001; procijenjena srednja razlika: 72.6±33. mmol∙300 min∙L-1). Maksimalne koncentracije leucina u plazmi bile su otprilike 25% više u skupini proteina mlijeka, i dosegnule su svoj maksimum otprilike sat vremena ranije nego kod biljnog blenda. Analiza je otkrila otprilike 16% veći iAUC za proteine mlijeka u usporedbi s biljnim blendom. Isti trend uočen je za lizin i metionin, ali razlike su bile još veće (slika ispod).

Ovo je jedno od prvih istraživanja koja uspoređuju mješavinu biljnih proteina kako bi proizvela sličan profil aminokiselina kao životinjski protein. Ovi rezultati sugeriraju da mješavine biljnih proteina mogu biti jednako učinkovite kao i životinjski proteini u povećanju MPS pod uvjetom da imaju sličan profil aminokiselina. Međutim, biljni blend nije dobio jednako veliko povećanje koncentracija aminokiselina u plazmi nakon obroka kao izolat proteina mlijeka, iako su imali slične profile aminokiselina. To bi moglo biti zbog razlika u brzinama probave između izvora proteina i biodostupnosti (malo vjerojatno budući da se radi o izoliranim izvorima proteina). Ovo nije nekonzistentan nalaz s drugim radovima koji istražuju unose životinjskih i biljnih proteina, jer su druga istraživanja pokazala niže odgovore aminokiselina u plazmi na biljni protein u usporedbi sa životinjskim proteinom iako su im profili aminokiselina bili slični. Istraživači su u sljedećoj studiju hipotetizirali da je to zbog povećane deaminacije biljnih aminokiselina od strane jetre. Međutim, teško je mehanistički objasniti kako bi se to dogodilo diferencijalno između biljnih i životinjskih izvora (budući da će aminokiseline biti identične nakon probave bez obzira na izvor), osim ako se jednostavno radi o razlikama u kinetici apsorpcije.

Bez obzira na razine aminokiselina u plazmi, oba izvora proteina proizvela su slična povećanja u MPS, sugerirajući da su slične anaboličke kvalitete. Moglo bi se objasniti da je količina proteina korištena u ovom istraživanju više nego dovoljna za maksimiziranje proteina za obje skupine. Moguće je da bi, ako bi se usporedila manja količina proteina između dvije skupine (recimo 10g ili 20g umjesto 30g), možda postojale razlike u MPS-u na temelju diferencijalnih odgovora aminokiselina u plazmi, posebno ako bi to stavilo biljni protein ispod praga za poticanje MPS-a. Međutim, važno je napomenuti da ovo akutno istraživanje nije mjerilo dugoročne promjene u MPS-u ili masi mišića. Stoga je teško donijeti čvrste tvrdnje o mišićnoj masi na temelju ovog istraživanja. S druge strane, izgleda kao pozitivna stvar za biljne proteine i njihovu korisnost u izgradnji mišića. Dodatno, ako ste vegan ili netko tko izbjegava životinjske izvore, biljni izvori proteina mogu poslužiti kao učinkovita anabolička tvar s adekvatnim unosom proteina.