Pengukuran sintesis protein (atau pemecahan) di otot adalah biomarker terbaik dari katabolisme atau anabolisme otot yang sedang berlangsung di luar sana.
Protein whey merangsang tingkat sintesis protein otot lebih dari protein kedelai, tetapi suplemen sekitar 25 gram per hari baik memiliki efek yang sama pada komposisi tubuh selama dua minggu diet.
Sintesis protein selama penurunan berat badan penting karena menjaga otot membantu mengatur gula darah dan menjaga metabolisme lebih tinggi.
Memperoleh informasi tentang pergantian lemak atau protein pada waktu tertentu dapat memberi tahu kita seberapa baik tubuh mempertahankan massa tanpa lemak selama penurunan berat badan.
Siapa dan apa yang dipelajari?
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji pengaruh suplementasi whey dan kedelai terhadap sintesis protein dan biomarker lipolisis selama penurunan berat badan, dengan suplementasi karbohidrat sebagai kontrol.
Meskipun komposisi tubuh diukur selama penelitian ini, pengaruh suplemen whey atau protein kedelai pada komposisi tubuh bukanlah titik akhir utama dari penelitian ini.
Ini kemungkinan karena durasi penelitian yang relatif singkat, karena perubahan kecil dalam komposisi tubuh tidak akan terdeteksi bahkan dengan pengukuran DXA (Dual X-ray Absorptiometry), yang digunakan penelitian dan dianggap sebagai standar emas untuk pengukuran lemak tubuh. .
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa kesalahan DXA adalah sekitar 1,2%, yang akan mengungguli perubahan yang relatif kecil dalam komposisi tubuh DXA.
Ada banyak penelitian yang membandingkan efek protein kedelai dan whey dalam merangsang sintesis protein dan mempengaruhi komposisi tubuh dalam berbagai kondisi, tetapi hanya sedikit yang secara khusus mempelajari efeknya pada sintesis protein dan lipolisis selama penurunan berat badan.
Studi yang sebelumnya membandingkan whey dengan kedelai dalam kemampuannya untuk merangsang sintesis protein dan merangsang hipertrofi otot makroskopik dalam konteks lain umumnya menemukan bahwa whey lebih unggul dari kedelai.
Ini mungkin karena whey memiliki profil asam amino yang lebih lengkap (kebanyakan kedelai sangat rendah dalam dua asam amino esensial, metionin dan lisin) dan terutama karena kandungan leusin yang lebih tinggi dari whey, yang merupakan kemampuan faktor utama. protein untuk merangsang sintesis protein.
Untuk menguji efek kedelai atau whey pada sintesis protein selama penurunan berat badan, 40 peserta sehat, kelebihan berat badan, dan obesitas (19 pria dan 21 wanita).
Mereka dimasukkan dan diacak untuk menerima suplemen whey dua kali sehari (27 gram per suplemen), suplemen protein kedelai (26 gram per suplemen), atau kontrol karbohidrat (CHO) (25 gram per suplemen).
Ini menghasilkan total asupan protein harian 1,3 gram per kilogram berat badan pada kelompok yang diberi suplemen protein dan 0,7 gram per kilogram berat badan pada kelompok CHO.
Tim peneliti menyediakan semua makanan dalam bentuk makanan kemasan, untuk meningkatkan kepatuhan.
Selama penelitian, semua peserta pertama kali menjalani diet pemeliharaan tiga hari (diberi kalori pemeliharaan dan 1 gram per kilogram protein berat badan), menjalani hari pertama pengujian, dan kemudian menjalani 14 hari diet hipokalori, diikuti oleh hari ujian kedua.
Tujuan dari diet pemeliharaan adalah untuk menyeimbangkan subjek dan menempatkan mereka di tanah datar, berbicara secara metabolik.
Diet hipokalorik dihitung untuk memberikan defisit energi 750 kkal per hari, yang akan menghasilkan penurunan berat badan satu hingga tiga kilogram selama 14 hari.
Pada dua hari pengujian, subjek menerima infus isotop stabil dengan fenilalanin dan gliserol berlabel isotop, dianalisis dengan DXA, dan sampel darah dan otot diambil.
Komposisi tubuh (total, lemak, dan massa tanpa lemak) diperoleh dari pemindaian DXA. Sintesis protein otot dihitung dari pengayaan jaringan fenilalanin berlabel isotop stabil dalam sampel otot.
Lipolisis (pembakaran lemak) dihitung menggunakan kemunculan gliserol berlabel isotop dalam darah. Kadar glukosa dan insulin diperoleh dari sampel darah.
Peserta yang kelebihan berat badan dan obesitas diacak untuk menerima protein kedelai atau whey, atau kontrol karbohidrat, dan diberi diet hipokalorik. Pengukuran komposisi tubuh dan sintesis protein otot diukur dan dibandingkan antar kelompok.
Apa temuannya?
Para peneliti tidak menemukan perbedaan yang signifikan dalam komposisi tubuh antara kelompok. Ini sebenarnya harapan dari studi durasi dan komposisi diet ini.
Whey telah ditunjukkan dalam banyak kesempatan sebagai apa yang disebut protein ‘cepat’, yang berarti bahwa asam amino di dalamnya diserap lebih cepat daripada protein lain dengan kandungan asam amino yang serupa.
Dalam penelitian ini kita melihat ini sekali lagi, karena pelepasan leusin, asam amino esensial, dan asam amino total secara signifikan lebih tinggi setelah konsumsi protein whey daripada setelah kedelai. Kedelai masih mengungguli kontrol suplemen CHO.
Faktanya, pelepasan leusin plasma (diukur dengan area di bawah kurva AUC) dari serum hampir tiga kali lipat dari kedelai, sedangkan AUC untuk asam amino esensial dan total sekitar dua kali lebih tinggi.
Seperti yang diharapkan, ada juga perbedaan dalam konsentrasi insulin dan glukosa setelah konsumsi suplemen antara kelompok protein dan kelompok kontrol CHO, baik sebelum dan sesudah intervensi diet.
Konsumsi suplemen pengontrol glukosa menghasilkan kadar glukosa dan insulin yang lebih tinggi daripada konsumsi suplemen protein apa pun, tanpa perbedaan antara kelompok protein kedelai dan whey.
Karena asam amino diserap ke dalam aliran darah lebih cepat dari protein whey daripada dari protein kedelai, masuk akal untuk mengharapkan kadar glukosa darah dan insulin yang lebih tinggi setelah pemberian serum.
Ada juga perbedaan yang signifikan antara jumlah gliserol yang berperedaran antara kelompok protein dan kelompok kontrol CHO. Gliserol lebih rendah pada kelompok CHO daripada kelompok protein.
Ini menunjukkan bahwa lipolisis ditekan setelah konsumsi CHO relatif terhadap kedua kelompok protein. Dalam kondisi post-prandial, jumlah gliserol dalam darah adalah ukuran laju lipolisis yang sedang berlangsung.
Lemak disimpan sebagai trigliserida, dan ketika simpanan lemak menerima sinyal neuroendokrin untuk memobilisasi lemak, trigliserida dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol, yang dilepaskan ke dalam peredaran.
Asam lemak dimetabolisme di sebagian besar tubuh, sedangkan sebagian besar gliserol digunakan untuk glukoneogenesis.
Penjelasan yang paling mungkin untuk tingkat gliserol yang lebih rendah diamati setelah konsumsi CHO mungkin bahwa insulin sangat menghambat lipolisis. Karena suplemen CHO terbukti menghasilkan peningkatan insulin, ini semakin mendukung hipotesis ini.
Temuan utama dari penelitian ini adalah efek suplemen protein pada sintesis protein di fraksi protein myofibrillar otot (yang disebut Sintesis Protein Fisik, FPS), sebelum dan sesudah intervensi diet.
Para peneliti mengukur SPF sebelum dan sesudah konsumsi protein, serta sebelum dan sesudah intervensi diet. SPF referensi sekitar 0,02-0,03% / jam, tetapi dengan stimulasi meningkat menjadi 0,06-0,07% / jam untuk whey dan 0,03-0,04% untuk kedelai.
Ketika SPF dinyatakan sebagai perubahan SPF dari sebelum sampai setelah konsumsi suplemen, nilai kedelai lebih tinggi dari suplemen kontrol CHO dan serum lebih tinggi dari keduanya.
Ini berarti bahwa whey merangsang sintesis protein di otot lebih efisien daripada protein kedelai.
Protein whey diserap lebih cepat daripada protein kedelai dan merangsang sintesis protein otot sekitar dua kali lipat jumlah suplementasi kedelai. Namun, tidak ada perbedaan dalam komposisi tubuh secara keseluruhan yang diamati antara kelompok.
panorama
Hasil mengenai asam amino, glukosa, insulin, dan konsentrasi gliserol konsisten dengan banyak pengamatan sebelumnya.
Ketika datang ke temuan komposisi tubuh, penelitian ini tidak benar-benar membuktikan bahwa whey lebih unggul untuk mempertahankan massa tanpa lemak selama penurunan berat badan.
Ada peluang bagus bahwa whey mungkin lebih baik, tetapi itu tidak dapat ditentukan dari hasil ini karena penelitian ini tidak memiliki kekuatan statistik untuk menemukan perbedaan seperti itu.
Agar perbedaan antara kelompok tampak signifikan secara statistik, jumlah subjek yang cukup harus didaftarkan.
Jika perbedaan antara kelompok yang kita lihat kecil dalam kaitannya dengan variasi dalam pengamatan, ini membutuhkan lebih banyak subjek.
Durasi studi singkat (14 hari) dan oleh karena itu perubahan massa ramping dan lemak kecil dibandingkan dengan margin kesalahan menggunakan pemindai DXA.
Ini berarti bahwa jika ada perbedaan antara kelompok, itu akan membutuhkan lebih banyak peserta atau durasi studi yang lebih lama agar perubahan signifikan terwujud.
Jika Anda mengetahui variasi dalam pengukuran yang Anda ambil, Anda dapat menghitung jumlah subjek yang diperlukan untuk mendeteksi perbedaan kelompok dengan ukuran tertentu.
Para peneliti sebenarnya menggambarkan bahwa mereka tahu bahwa mereka memiliki kekuatan yang tidak memadai untuk mendeteksi perbedaan antara kelompok, yang dapat diterima karena itu bukan bagian dari tujuan utama penelitian. Atau, ini mungkin temuan yang nyata dan valid.
Ada kemungkinan bahwa meskipun satu sumber protein mungkin lebih efektif daripada yang lain dalam waktu singkat untuk mengukur SPF, asupan makanan secara keseluruhan mungkin lebih penting dalam menghasilkan adaptasi jangka panjang dalam komposisi tubuh.
Apa yang ditunjukkan oleh penelitian ini, bagaimanapun, adalah bahwa whey merangsang sintesis protein dalam protein myofibrillar jauh lebih efisien daripada suplementasi protein kedelai.
Bagaimana itu diterjemahkan ke dalam pengurangan massa tanpa lemak selama penurunan berat badan sangat sulit diperoleh karena sejumlah alasan. SPF biasanya digunakan sebagai biomarker pengganti untuk snapshot dari proses hipertrofi.
Namun, hipertrofi atau atrofi adalah hasil dari sintesis atau degradasi protein bersih, yang sekali lagi merupakan produk dari sintesis protein makroskopik dan degradasi protein bersih.
Oleh karena itu, harus jelas bahwa modulasi degradasi protein sama pentingnya dengan modulasi sintesis protein.
Hal ini didukung oleh hasil beberapa penelitian yang menunjukkan bahwa sumber protein yang berbeda dapat memiliki pengaruh yang berbeda pada sintesis dan pemecahan protein.
Alasan mengapa sintesis protein dilaporkan lebih sering adalah karena teknologi untuk mengukur sintesis protein jauh lebih baik daripada teknologi yang tersedia untuk mengukur degradasi protein.
Semua faktor ini membuat sulit untuk secara meyakinkan menetapkan keunggulan whey atas kedelai berdasarkan penelitian ini. Pengukuran sintesis protein yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengganti untuk efek pada massa otot.
Tetapi perubahan massa otot dapat diukur secara langsung dengan sesuatu seperti DXA, meskipun ini memerlukan pengaturan studi yang lebih menantang, yang berarti lebih banyak subjek untuk waktu yang lebih lama dan biaya studi yang lebih tinggi.
Tentu saja, studi selalu bisa lebih baik atau lebih rinci, jadi mungkin studi ini adalah batu loncatan untuk studi yang lebih rinci berikutnya.
Pertanyaan yang sering muncul
Berapa banyak sintesis dan pemecahan protein harian terjadi secara normal dan dalam kondisi penurunan berat badan atau penambahan otot?
SPF puasa dasar dalam penelitian ini adalah sekitar 0,02-0,03% / jam, sedangkan SPF yang diberi makan dua hingga tiga kali lebih tinggi.
Berdasarkan angka-angka ini, dan data MPS dan FPS yang tercatat di tempat lain dalam literatur, kita dapat mengasumsikan sintesis protein total rata-rata 1,0-1,5% / hari.
Ini berarti bahwa 1,0-1,5% protein dari protein otot diakumulasikan dan dipecah per hari dalam keseimbangan massa otot. Jumlah otot yang terbuat dari protein konstan, sekitar 20% dari berat basah otot.
Sebagai orang dewasa normal (60-80 kilogram / 130-175 pon) Anda membawa 30-40% dari berat badan Anda sebagai massa otot, ini sesuai dengan 200-400 gram otot (atau 40-80 gram protein otot) yang Anda dibangun dan diurai, setiap hari.
Dalam konteks perubahan massa otot selama penurunan berat badan yang berkelanjutan atau latihan ketahanan, perubahan netto massa otot umumnya sekitar 10-50 gram per hari.
Ini mungkin lebih besar pada awal penurunan berat badan atau penambahan berat badan, tetapi masih ditekankan bahwa lebih banyak protein yang terakumulasi dan rusak setiap hari daripada yang akhirnya diperoleh atau hilang sebagai hipertrofi atau atrofi.
Apakah ada penelitian yang menghubungkan sintesis protein otot dengan hasil akhir hipertrofi otot?
Penyelidikan lain dilakukan dengan membandingkan sintesis protein yang diukur setelah serangkaian latihan resistensi di satu bagian dari studi pelatihan resistensi kronis dengan hipertrofi kotor yang diukur setelah 16 minggu program latihan resistensi.
Para peneliti tidak menemukan korelasi antara kedua ukuran tersebut. Meskipun itu dalam studi pelatihan, hasilnya menggarisbawahi bahwa mungkin penggunaan sintesis protein tidak sebaik biomarker seperti yang kadang-kadang kita pikirkan.
Bagaimana dengan penanda biologi molekuler dari keuntungan dan kerugian otot? Apakah mereka memiliki temuan yang mirip dengan sintesis protein otot?
Perlu juga dicatat bahwa ada keterputusan antara pengukuran sintesis protein dan berbagai biomarker biologi molekuler, seperti pensinyalan insulin melalui kaskade pensinyalan Akt / mTOR atau ekspresi faktor transkripsi FOXO.
Namun, dalam kasus ini, ini lebih mungkin karena keandalan biomarker molekuler yang buruk, karena mereka dapat menunjukkan pensinyalan anabolik bahkan pada subjek cachectic yang sangat katabolik.
Apa yang harus saya ketahui?
Menelan protein whey merangsang sintesis protein myofibrillar selama penurunan berat badan lebih efisien daripada protein kedelai dan secara alami lebih baik daripada karbohidrat.
Hal ini menunjukkan bahwa protein yang diperoleh dari whey dapat menghemat massa otot lebih efisien daripada protein dari kedelai, tetapi dampak yang sebenarnya berada di luar kemampuan studi ini untuk mengevaluasi.