mTOR je protein koji igra važnu ulogu u stimuliranju sinteze bjelančevina, zajedno s ostalim važnim faktorima. U slijedećem ćemo vas upoznati sa tri studije koje govore o funkcioniranju sinteze bjelančevina, i pregledat ćemo moguće povezanosti među njima.
Djelovanje dopune sojom i bjelančevinama mliječne sirutke na sintezu bjelančevina i inicijaciju translacije nakon aerobnog vježbanja u skeletnom mišićju kod mužjaka štakora
Sojine bjelančevine nisu popularne u body building krugovima, zbog fitoestrogenog sadržaja i napuhavanja nemaju baš dobru reputaciju, ali njihova cijena i to što mnogi smatraju konzumiranje korisnim radi definiranja mišića, ipak se često koriste. Većina zagovara bjelančevine u obliku izolata mlječne sirutke, danas to nisu jaja, niti tunjevina, pileća prsa ili govedina – mada se zadržala njihova uloga.
Jasno je da su osobine apsorbcije raznih bjelančevina različite. Primjer za to je primjena «brze» mliječne sirutke i «sporog» kazein proteina u različito doba dana. Kazein se konzumira prije spavanja, prije perioda u kojem nema uzimanja hrane, kako bi pružio kontinuiranu dopunu aminokiselinama našim mišićima i cijelom tijelu.
Istraživanja s leucinom su pokazala kako ova aminokiselina ima važnu ulogu u sintezi bjelančevina, i mora postići minimalnu koncentraciju u stanicama kako bi mogao ispoljiti svoju aktivaciju na razne puteve sinteze, od kojih je jedan pravac i mTOR. Osim mTOR-a leucin neposredno djeluje na sintezu bjelančevina (ispoljava svoje djelovanje također preko aktiviranja inicijalnog faktora eIF4G). mTOR je protein koji igra važnu ulogu u stimuliranju sinteze bjelančevina.
Cilj dolje navedene studije bio je usporediti rane reakcije proteinske sinteze skeletnog mišićja i inicijacije translacije sa konzumacijom bjelančevina raznog podrijetla nakon kondicionog treninga. Iako učinci kondicionog treninga i vježbanja s utezima različito djeluju na skeletno mišićje, djelovanje na sintezu bjelančevina može omogućiti općenite zaključke, i zato su nam zanimljivi rezultati istraživanja.
U eksperimentu su štakore, koji su bili naviknuti na spravu za trčanje, podijelili u skupinu koja «ne vježba», a drugi dio njih su tijekom dva sata vježbali u spravi (26 m/min, ~75% VO2max) i nakon toga im dali ugljikohidrate, ili mješavinu ugljikohidrata + soja proteina, ili ugljikohidrat + proteine mliječne sirutke. Nakon sat vremena vježbanja koncentracija inzulina u serumu je u skupinama ugljikohidrat, ugljikohidrat + soja protein i ugljikohidrat + protein mliječne sirutke postao veći, nego u skupini koja nije bila izložena fizičkom naporu (P < 0.05).
Koncentracija u skupini ugljikohidrat + soja protein i ugljikohidrat + protein mliječne sirutke bila je veća, nego u ugljikohidratnoj skupini, ali je razina leucina i izoleucina u serumu bila veća u skupini ugljikohidrat + protein mliječne sirutke u odnosu na skupinu ugljikohidrat + soja protein (P < 0.05).
Kako ugljikohidrat + protein mliječne sirutke dopuna, tako je i ugljikohidrat + soja protein dopuna u većoj mjeri povećava sintezu bjelančevina skeletnog mišićja, nego ugljikohidrat sam za sebe. Isto tako, u odnosu na ugljikohidratnu dopunu obje bjelančevinske + ugljikohidratne dupune su kompeksno djelovale na brojne elemente sinteze bjelančevina skeletnog mišićja.
S druge strane, fosforilacija S6K1 i mTOR-a je bila veća pri dopuni s ugljikohidratima + protein mliječne sirutke, nego kao rezultat dopune s ugljikohidratima + protein mliječne sirutke (P < 0.05).
Zaključak: Po mišljenju znanstvenika sintezu bjelančevina su obje vrste bjelančevine pripomogle u skeletnom mišićju štakora koji su vršili aerobno vježbanje, a došli su i do toga da mTOR vrlo osjetljivo reagira na različiti sastav aminokiselina. (O mTOR-u te o sintezi bjelančevina opširnije možete čitati u članku o BCAA i glutaminskoj interakciji.)
Po mišljenju znanstvenika oba izvora aminokiselina mogu biti korisna za one koji rade aerobne vježbe, daljnje su mogućnosti miješanje tih dviju bjelančevine iz različitih prednosti (visoki sadržaj BCAA u bjelančevini mliječne sirutke, te visoki sadržaj arginina i glutamina u sojinoj bjelančevini), koje se na taj način međusobno dopunjuju, kao i zbog različite brzine probave (sirutka se zbog opisanog brže probavlja).
Korist kvalitetne sojine bjelančevine ni ja ne osporavam, mada bi rađe dopunio bjelančevine mliječne sirutke s glutaminom i argininom, možda s dodatkom BCAA, ili bi koristio kazein, ako bi se pokazala potreba za to. Osobno nisam neki pobornik soje, ali oni koji ostaju uz soju, ne čine to bez razloga.
Literatura: «Feeding Meals Containing Soy or Whey Protein after Exercise Stimulates Protein Synthesis and Translation Initiaation in the Skeletal Muscle of Male Rats», J.Nutr. 137:357-362, February 2007
Istraživači: Tracy G.Anthony, Brent J.McDaniel,
Peter Knoll, Piyawan Bunpo, Greg L.Paul, Margaret A. McNurlan
Dopuna s bjelančevinom mliječne sirutke te vježbanje s utezima povećava rast mišića kod mladih i starijih.
O sarkopeniji, tj. gubitku skeletnog mišićja starenjem već smo i prije pisali, a sada ćemo ponovo. Smatram da je korisno upoznai Vas sa slijedećim istraživanjem jer je u ovom slučaju bio cilj odrediti, kako djeluje neposredno nakon vježbanja konzumirani izolat bjelančevine mlječne sirutke na mlađe i starije muškarce, na mTOR i na one tvari koje su odgovorne za sintezu nekih drugih bjelančevina.
Biopsijom su uzeti uzorci iz vastus lateralis mišića učesnika (mladi: n=15; stariji: n=15), nakon treninga (netreniranoj grupi), te nakon 12 tjedana s kontroliranim izolatom bjelančevine mliječne sirutke (25g), ili s placebom nakon vježbanja s utezima. Anabolični odgovor su pratili preko promjena faktora koji su odgovorni za hipertrofiju mišića/atrofiju uz pomoć uzoraka uzetih iz mišića vastus lateralis. Ovdje bi se vratio na zaključak prethodnog istraživanja istih autora (s ovim člankom sam zapravo to i htio (Deakin Inoversity Melbourne campus at Burwood, Phd Student Symposium 2005)), prema kojem je izolat bjelančevine mliječne sirutke, kako kod starih, tako i kod mladih pokazao veću mTOR fosforilaciju nakon jednog vježbanja (povećanje od 2.6 i 2.4 puta) u odnosu na placebo skupinu (p< 0.05).
Nakon uvođenja redovitog vježbanja samo su mladi i subjekti koji su uzimali izolat bjelančevine mliječne sirutke zadržali sposobnost za signifikantno povećanje mTOR fosforilacije nakon vježbanja (p> 0.05). U mišićju starijih subjekata koji su uzimali izolat bjelančevine mliječne sirutke iskazali su povećanje od 17.3 puta u Pax7 genu koji ukazuje na aktivnost satelitnih stanica, nasuprot placebo skupini koja je postigla povećanje od 2.6 puta. Kod mladih ovo povećanje je iznosilo 2.6 kod bjelančevinske a 1.9 kod placebo skupine. Bjelančevina mliječne sirutke dakle – što možemo pripisati vjerojatno visokom BCAA sadržaju – povoljno djeluje na sintezu bjelančevina, nažalost, prvenstveno kod mladih ljudi. (Ovo zapažanje čini predmet daljnih istraživanja – urednik.)
Literatura: «Whey protein supplementation and resistence training to enhance muscle growth in young and older adults.», Asia Pac J Clin Nutr.2005; 14 Suppl: S69 15326544
Istraživači: M M Farnfield, K A Carey, D Cameron-Smith
Utjecaj omega-3 masne kiseline dugačkog lanca na Akt-mTOR-S6K1 pravcima, na sintezu bjelančevina kod goveda i na inzulinsku osjetljivost
Sposobnost skeletnog mišićja da upotrijebi aminokiseline i da izgradi, ili obnovi bjelančevine, postupno se gubi s godinama, a do toga dolazi djelomično zbog smanjenja inzulinske ojsetljivosti skeletnog mišićja. Iz ranijih istraživanja je poznato o omega-3 višestruko nezasićenih masnih kiselina dugačkog lanca, dobivenih iz ribljeg ulja, da poboljšavaju razmjenu glikoze preko inzulina.
Istraživanje je provedeno na govedu, primjenili su menhaden infuziju s ribljim uljem te kontrolnu mješavinu ulja identične energetske vrijednosti. Rezultati su vrijedni pažnje: omega-3 višestruko nezasićene masne kiseline dugačkog lanca su potencirale, pripomogle djelovanju inzulina, povećali su odstranjivanje aminokiselina iz krvi uz pomoć inzulinske stimulacije. Prema studiji, prilagođavanje omega-3 višestruko nezasićenim masnim kiselinama dugačkog lanca izazvalo je veću aktivaciju Akt-mTOR-S6k1 pravca za prijenos signala sirutke (P< 0.05).
Primjena menhaden ulja/omega-3 pomoglo je u poboljšanju na iznzulin osjetljivim dijelovima sinteze bjelančevina. Jednostavnije rečeno, značaj je u tome što je ovaj tretman pripomogao sintezi bjelančevina, a istovremeno smanjila se aminokiselinska oksidacija tijela, time se povećala dostupnost aminokiselina skeletnom mišićju, što je potpomoglo anabolične procese.
Praktična kotist ove studije u slučaju ljudi još se teško može odrediti, ali možemo reći da omega-3 masne kiseline, konzumiranje riba koje su bogate tim masnim kiselinama prema ranijim istraživanjima povoljno djeluje na funkcioniranje organizma i nije isključeno pozitivno djelovanje na prijenosni signalni pravac Akt-mTOR-S6K1 reguliran pomoću inzulina, koji rezultira pojačanom sintezom bjelančevina. Oštećenje inzulinske osjetljivosti može nastati uslijed upotrebe lijekova, pretilosti, brojnih dugih čimbenika, tako da uopće nije sporedno pitanje njezinog poboljšanja.
Litertura: «Long-Chain Omega-3 Fatty Acids Regulate Bovine Whole-body Protein Metabolism by Promoting Muscle Insulin Signaling to the Akt-mTOR-S6K1 Pathway and Insulin Sensitivity.», J Physiol. 2006 Dec 7
Istraživači: Gingras AA, White PJ, Chouinard Py,
Julien P, Davis TA, Dombrowski L, Couture Y, Dubreuil P, Myre A, Bergeron K,
Marette A, Thivierge MC
Sažetak/zaključak
Pouka prvog istraživanja jest da su sojine bjelančevine također dobre, ali mTOR – koji je ključni element sinteze bjelančevina – osjetljivo reagira na drugačiji sastav aminokiselina. Prema drugoj studiji bjelančevina mliječne sirutke – a vjerojatno zbog visokog postotka BCAA – povoljno djeluje na sintezu bjelančevina, nažalost, prvenstveno kod mladih osoba, što lako možemo povezati sa inzulinskom osjetljivošću koja sa godinama opada. Treća studija govori o tome da su omega-3 masne kiseline (prvenstveno riblje ulje) pozitivno djelovale kod životinja na signalne pravce Akt-mTOR-S6K1 koji reguliraju inzulin, koji je rezultirao pojačanom sintezom bjelančevina.
Slijedi zaključak kako bi kod starijih ljudi korisna bila dopuna omegom-3, ali potrebna su daljna istraživanja, tako da ekstremno povećanje konzumiranja ribe nije preporučljivo.