Maksimer proteinsyntese

Vil du kende den længe forsvundne hemmelighed bag muskelvækst?

NPB = MPS – MPB

Så hvad betyder denne ligning?

Nettoproteinbalance (skeletmuskelmasse, til vores formål her) = Muskelproteinsyntese – Muskelproteinnedbrydning.

Gør det til en positiv værdi, og du er på vej til hugeness.

Remodeling af muskler

Du skal spise rigtigt for at bygge dit muskelvæv op igen efter at have ødelagt det i træningscenteret. Det er Bodybuilding 101. Under normale forhold har skeletmuskulaturen en høj omsætningshastighed – i størrelsesordenen 1-2 % af muskelproteinerne syntetiseres og nedbrydes dagligt.

Både træning og næringsstofindtag er potente aktivatorer af proteinsyntesen, selv om de næringsstofinducerede stigninger er kortvarige.

Træning har en større effekt; proteinsyntesen øges i 24 timer hos trænede mennesker.

Problemet er, at træning også aktiverer muskelproteinnedbrydningen. Uden den rigtige ernæring på det rigtige tidspunkt kan enhver potentiel muskelvækst fra den øgede proteinsyntese blive ophævet af proteinnedbrydning.

Du kan se, hvordan dette fungerer i nedenstående figur. Uden en træningsstimulus ophæver muskelproteinsyntesen og muskelproteinnedbrydningen hinanden.

Men tilføj et intenst træningspas med det rette næringsindtag på det rette tidspunkt, og tingene ændrer sig; proteinsyntesen aktiveres, og nedbrydningen undertrykkes. Resultatet er en ophobning af muskelprotein over tid, som vist i figuren nedenfor.

Proteinsyntese-fagbog: Det handler ALT om mTOR

For at forstå proteinsyntese er det vigtigt at blive bedre bekendt med mTor. Forskning fortæller os, at når du tvinger en muskel til at trække sig sammen mod en tung belastning, er det primære svar en aktivering af proteinsyntesen. Aktivering af proteinsyntesen styres igen af en række fosforyleringshændelser, der orkestreres af et protein kaldet mammalian target of rapamycin, forkortet mTOR.

mTOR er vel nok det vigtigste cellesignaleringskompleks for muskelvækst. Det er master-controlleren af proteinsyntesen i cellen, og der er en direkte sammenhæng mellem muskelvækst og mTOR-aktivering; jo mere en træning aktiverer mTOR, jo mere protein-syntesemaskineriet skruer op for nye proteiner til muskelvækst og reparation.

mTOR aktiveres af tre ting:

• Mekanisk stress (fra tunge træningsbelastninger)
• Vækstfaktorer (IGF, væksthormon, insulin osv.)
• Aminosyrer (især leucin)

Det “Anabolske vindue”

Så hvad kan vi gøre ernæringsmæssigt for at opnå mere end blot at erstatte den muskel, du lige har nedbrudt i træningscenteret, med en lige så stor mængde til at bygge op igen?

Du udnytter det Anabolske vindue. For at blive så stor som muligt skal du udnytte vinduet for at opnå maksimal effekt. Det er tid til at tale om, hvad du skal spise, og hvornår.

Der er tre tidspunkter for at øge tilgængeligheden af protein/aminosyrer for at forstærke den akutte stigning i proteinsyntesen forårsaget af træning:

• Pre-workout: Inden for en time eller deromkring, før træningen begynder.
• Peri-workout: Under træningspasset.
• Post-workout: Under træningspasset:
• Det 10.000 dollar-spørgsmålet er, hvilke(t) tidspunkt(er) der er bedst for at få det maksimale vækstrespons fra din træning?

Videnskabsfolk har undersøgt dette, og resultaterne af flere undersøgelser er vist i nedenstående figur.

Det, man kan udlede af denne figur, er, at ernæring efter træning forstærker den akutte, træningsinducerede stigning i proteinsyntesen mere end ernæring før træning. Dette er god information at vide, men der er meget mere til denne historie.

Pre-workout

Under træning forbrændes ATP for at give brændstof til muskelkontraktioner, hvilket øger AMP-niveauet. Dette aktiverer et protein kaldet AMP kinase (AMPK). AMPK reducerer proteinsyntesen ved at hæmme mTOR.

Tænk på det på denne måde – hvis mTOR er som gaspedalen for proteinsyntesen, så er AMPK bremserne. Selv om det er blevet vist, at ernæring før træning ikke forbedrer det post-træningsmæssige udbrud i proteinsyntesen bedre end træning alene, så afstumpes AMPK-medieret hæmning af mTOR af aminosyreindtag før træning.

Take home point: Glem ikke om pre-workout ernæring. Det forhindrer proteinsyntesemaskineriet i at blive slukket under træningen.

Peri-workout

Forskere har også sammenlignet virkningerne af peri-workout ernæring med post-workout ernæring på proteinsyntesen. Resultaterne af disse undersøgelser svarer til undersøgelserne før træning, idet proteinindtagelse under en styrketræningstræning resulterede i en stigning i proteinsyntesen, men i langt mindre grad end når protein blev tilført efter træning.

Mens aminosyrer peri-workout har en subtil effekt på proteinsyntesen, forårsager proteinindtagelse stadig et insulinrespons. Dette er vigtigt, fordi insulin er en kraftig hæmmer af proteinnedbrydning.

Det er også et godt argument for at inkludere kulhydrater peri-workout. Ikke alene har peri-workout kulhydrater vist sig at hæmme proteinnedbrydning, men de afstumpede også AMPK-medieret hæmning af mTOR.

Take home point: Peri-workout kulhydrater hæmmer ikke kun proteinnedbrydning, men de hjælper også med at holde proteinsyntesemaskineriet i gang under træningen.

Post-workout

Måltidet efter træning er det vigtigste for at forstærke proteinsyntesen efter en træning. Muskelcellerne er forberedt til proteinsyntese i timerne efter træning, men kun hvis den rigtige ernæring er til stede.

For at lave flere muskler har vi brug for protein, og typen og timingen af proteinindtaget i perioden efter træning har vist sig at styre den samlede stigning i proteinsyntesen, der sker umiddelbart efter træning.

Vigtigt nok synes aktivering af proteinsyntesen på kort sigt i sidste ende at bestemme, hvor godt vi reagerer på træning på lang sigt. Det betyder, at der ikke kun er behov for intens træning for at aktivere proteinsyntesen maksimalt, men at den rigtige ernæring skal være til stede på det helt rigtige tidspunkt, for at dette kan ske.

Vinduet er kun åbent i kort tid, og muskelgevinster på lang sigt kan blive kompromitteret, hvis proteinindtaget udskydes i så lidt som to timer efter træning. Rammer du dette vindue helt rigtigt, vil du vokse en hel del mere – misser du det, vil du måske slet ikke vokse!

Der er blevet forsket meget i præcis hvilken type ernæring der er nødvendig for at aktivere proteinsyntesen maksimalt. Vi vil diskutere detaljerne senere, men det er vigtigt at vide, at kun de essentielle aminosyrer (EAA’er) har vist sig at aktivere proteinsyntesen, hvor især leucin er den vigtigste til at tænde for proteinsyntesemaskineriet.

Det fremgår også klart af litteraturen, at kulhydrater ikke er nødvendige for at aktivere proteinsyntesen efter træning, men der er andre grunde til at inkludere kulhydrater, som vi kommer ind på senere.

Så hvor meget protein?

Det ville være fantastisk, hvis vi blot kunne inhalere 1000 gram protein eller aminosyrer pre, post eller peri-workout, og så vokse så meget, som vi vil. Desværre ville dette i bedste fald blive omdannet til triglycerid og omdannet til kropsfedt.

Proteiner virker synergistisk med styrketræning for at stimulere proteinsyntesen, men ligesom der er en øvre grænse for, hvor meget træning vi produktivt kan restituere fra, synes der også at være en øvre grænse for, hvor meget protein vi kan spise for at maksimere proteinsyntesen.

Dette emne er blevet undersøgt adskillige gange, men den mængde protein eller aminosyrer, der er anvendt i forskningen, gælder måske ikke direkte for scenarier i den virkelige verden. Forskere har sjældent brugt en træningsstimulus, der kommer bare i nærheden af det, de fleste fyre laver i træningscenteret, hvilket gør det svært at ekstrapolere og give specifikke anbefalinger, hvad angår hvor meget protein der er behov for.

For eksempel fandt en undersøgelse, at valleprotein-inducerede stigninger i proteinsyntese efter modstandstræning toppede ved 20 gram protein, idet større mængder ikke øgede responsen yderligere. Lignende dosis-respons-undersøgelser er blevet udført for at bestemme de maksimale krav til leucin.

Det er vigtigt at indse, at den form for intens, boldtræning, som de fleste T NATION-læsere udfører, sandsynligvis aktiverer proteinsyntesen i højere grad end det, som forskerne bruger i laboratoriet. Derfor er det muligt, at der kan være behov for mere end 20 gram for de fleste mennesker for at få et maksimalt respons.

Så hvad er den optimale mængde, og hvornår? Vi kan give grove anbefalinger, men det er vigtigt at eksperimentere for at finde den rigtige formel for dig.

Sagen om kulhydrater

Det er blevet vist endegyldigt i litteraturen, at insulinsignalering ikke er nødvendig for at aktivere træningsinduceret proteinsyntese – kun leucin er nødvendigt, hvilket tyder på, at kulhydrater ikke er vigtige.

Dette kom oprindeligt som en stor overraskelse, fordi insulin er en potent aktivator for proteinsyntese. Insulin aktiverer mTOR ved hjælp af PI3K/akt-signalering, hvilket er parallelt med de veje, der bruges af aminosyrer og mekanisk stress til at aktivere mTOR.

Men selv om insulinsignalering måske ikke er nødvendig for det udbrud i proteinsyntesen, der opstår i timerne efter en træning, er der mere til historien. Insulin er også en kraftig hæmmer af muskelproteinnedbrydning.

Studier har vist, at både lokal hyperinsulinæmi og indtagelse af kulhydrater hæmmer proteinnedbrydningen, med lille eller ingen effekt på proteinsyntesen. Da dette blev undersøgt specifikt i perioden efter træning, fandt man, at glukoseindtag efter træning, selv om det ikke aktiverede proteinsyntesen, også havde en kraftig hæmmende effekt på proteinnedbrydningen.

Det betyder ikke, at vi skal se bort fra kulhydrater, hvad angår proteinsyntese; de øger insulinniveauet, hvilket stadig kan være vigtigt. Muskler er forberedt til øget proteinsyntese i 24+ timer efter træning, men det akutte burst i proteinsyntesen, der opstår som følge af træning eller aminosyreindtag, varer kun et par timer.

Mekanisk stress fra træning, aminosyreindtag og insulin/vækstfaktorer aktiverer alle mTOR gennem forskellige, men komplementære veje, hvilket tyder på, at hvis flere mTOR-aktiverende veje aktiveres på samme tid, kan vi måske få en synergistisk effekt.

Det er veletableret, at mekanisk stress fra træning og leucin/EAA’er synergistisk forstærker proteinsyntesen. Ligeledes kan insulin bidrage til det samlede burst i proteinsyntesen ved at tænde for mTOR via PI3K/akt-vejen.

Men selv om nogle undersøgelser, der specifikt ser på modstandstræningsinduceret proteinsyntese, har vist, at tilføjelse af kulhydrater til aminosyrer ikke resulterer i en additiv effekt på proteinsyntesen, når rigelige mængder aminosyrer indtages, skal man se nøje på forsøgsmodellen, når man anvender forskning på den virkelige verden.

Mere nyere undersøgelser, der ser på en mere generel model for proteinsyntese, viser at insulin + aminosyrer kan have en synergistisk positiv effekt på proteinsyntesen, idet de sammen forårsager den største mTOR-aktivering!

Tager man alt dette arbejde sammen, er det sikkert at sige, at mens insulin ikke synes at øge træningsinduceret proteinsyntese, kan det virke til at “holde gashåndtaget åbent længere” for proteinsyntesemaskineriet efter en træning.

Naturligvis, hvis insulin er i stand til at forlænge eller forstærke udbruddet efter træning i proteinsyntese, ville der være en enorm fordel at inkludere kulhydrater som en del af din post-workout plan.

Sæt det hele sammen

Studier og litteratur er rygraden i den videnskabelige metode, men det hele er værdiløst, hvis du ikke har et praktisk middel til at anvende disse oplysninger.

Med det i tankerne er her, hvordan du kan omsætte det hele til praksis.

Pre-workout (30-60 minutter ude)

• Proteinkilde: 30-50 g af en hvilken som helst middel til hurtigtvirkende proteinkilde. Fuldfoder er okay, men du bør måske begrænse fuldfoderprotein tættere på 60 minutter ud end 30 minutter ud. Eksempler på hurtigtvirkende proteinkilder omfatter blandinger af valle- og kaseinisolater/hydrolysater og koncentrater som Metabolic Drive® Low Carb.
• Kulhydratkilde: Valgfrit, men hvis du har planer om at træne hårdt, bør du inkludere kulhydrater. 25-75 g kulhydrater med lavt til middelhøjt GI. Eksempel er en kop havregryn med en kop blåbær.
• Johns foretrukne pre-workout måltid:
• Bills yndlingsmåltid før træningen: Johns yndlingsmåltid før træning: Magert animalsk protein, 30 g kulhydrater (havregryn) og 1-2 spiseskefulde mandel- eller jordnøddesmør blandet i havregrynene: Whey protein isolat med ca. 45 gram kulhydrater fra 1/2 kop havregryn blandet med 1/2 kop usødet æblemos.

Peri-workout: (under træningen)

• Proteinkilde: 10-20g BCAA’er eller 20-30g isolater/hydrolysater fra kasein eller valle eller en blanding som Plazma™ eller MAG-10®.
• Kulhydratkilde: 10-20g BCAA’er eller 20-30g isolater/hydrolysater fra kasein eller valle eller en blanding som Plazma™ eller MAG-10®.
• Kulhydratkilde: Valgfrit. 35-50g højglykæmiske kulhydrater, der nydes i løbet af træningen.

Insulinresponset fra kulhydrater kan synergistisk forstærke proteinsyntesen i nærvær af aminosyrer. Insulin er også en kraftig hæmmer af proteinnedbrydning.

For træningsdeltagere før konkurrencer eller dem, der er mindre insulinfølsomme, er der en fedtforbrændende fordel ved at holde insulinen lav, så nogle mennesker vil måske udelade kulhydrater her. For offseason løftere eller ægte hardgainers kan insulinresponset være meget nyttigt.

• Johns foretrukne peri-workout måltid: 30-50 gram kaseinhydrolysater som MAG-10®, og hvis det er uden for sæsonen, tilføj 40 gram kartoffelstivelse.
• Bills foretrukne peri-workout måltid: 20 gram BCAA’er, og hvis off-season også 40-50g kulhydrater fra dextrose/glukosepolymerer.

Post-workout (op til 60 minutter efter træning)

• Proteinkilde: 30-50g hurtigtvirkende protein: valleisolater/hydrolysater eller kaseinhydrolysat som MAG-10® eller Plazma™.
• Kulhydratkilde: 1: Valgfri, men stærkt tilrådeligt, medmindre du er i en drastisk fedtreduktionstilstand.

Og igen, dette er meget afhængig af individet, dets mål og træningsfase.

Brug 25-75g medium til lavt GI kulhydrater. Løftere uden for sæsonen eller hard-gainers vil måske have 50-100g af en blanding af medium til high GI carbs.

Sande hard-gainers kan virkelig drage fordel af de proteinnedbrydningshæmmende virkninger af insulin her. Den store stigning i insulin fra kulhydrater med højt GI og den mere vedvarende stigning fra kulhydrater med middelhøjt GI kan også holde proteinsyntesen åben i længere tid.

Hvis du er pre-contest eller for mindre insulinfølsomme personer, kan du lejlighedsvis udelade kulhydrater helt under dette måltid, men gør det ikke til en regel.

• Johns yndlingsmåltid efter træning: 50 gram valleisolat 15 minutter efter træning; hvis det er uden for sæsonen, blandes 1-2 kopper råmælk i. En time senere spiser du fisk og Ezekiel-toast med syltetøj.
• Bills yndlingsmåltid efter træning: 50 gram valleisolat; hvis uden for sæsonen også 1 kop havregryn med 1 kop blåbær. En time senere spiser du næste almindelige måltid.

Opsummering

Næringsstoffer har en potent effekt på proteinsyntesemaskineriet, og den rigtige timing af dem kan være afgørende for dine træningsfremskridt. Selv om der ikke findes nogen ideel løsning, der passer til alle – det afhænger af den individuelle insulinfølsomhed, stofskifte, kropstype og mål – har vi givet dig en ernæringsstrategi til peri-workout baseret på den nyeste videnskabelige forskning, som nemt kan ændres, så den passer til enhver løfteres behov. Brug den som en skabelon til at maksimere proteinsyntesen og vokse som aldrig før.

1. Baar K, Esser K. Phosphorylering af p70(S6k) korrelerer med øget skeletmuskelmasse efter modstandstræning. Am J Physiol 1999;276;276:C120-C127.
2. Beelen M, Koopman R, Gijsen AP, Vandereyt H, Kies AK, Kuipers H, et al. Protein coingestion stimulerer muskelproteinsyntese under træning af modstandstype. Am J Physiol Endocrinol Metab 2008;295:E70-E77.
4. Biolo G, Tipton KD, Klein S, Wolfe RR. En rigelig forsyning af aminosyrer forbedrer den metaboliske effekt af træning på muskelprotein. Am J Physiol 1997;273:E122-E129.
6. Biolo G, Declan Fleming RY, Wolfe RR. Fysiologisk hyperinsulinæmi stimulerer proteinsyntesen og forbedrer transporten af udvalgte aminosyrer i menneskelige skeletmuskler. J Clin Invest 1995;95:811-9.
8. Biolo G, Williams BD, Fleming RY, Wolfe RR. Insulin virkning på muskelprotein kinetik og aminosyretransport under restitution efter modstandstræning. Diabetes 1999;48:949-57.
10. Borsheim E, Aarsland A, Wolfe RR. Effekten af en aminosyre-, protein- og kulhydratblanding på nettomuskelproteinbalancen efter modstandstræning. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2004;14:255-71.
11. Burd NA, Tang JE, Tang JE, Moore DR, Phillips SM. Motionstræning og proteinmetabolisme: påvirkninger af sammentrækning, proteinindtagelse og kønsbaserede forskelle. J Appl Physiol 2009;106:1692-701.
13. Carraro F, Stuart CA, Hartl WH, Rosenblatt J, Wolfe RR. Effekten af træning og restitution på muskelproteinsyntese hos mennesker. Am J Physiol 1990;259:E470-E476.
15. Chesley A, MacDougall JD, Tarnopolsky MA, Atkinson SA, Smith K. Ændringer i den menneskelige muskelproteinsyntese efter modstandstræning. J Appl Physiol 1992;73:1383-8.
17. Chow LS, Albright RC, Bigelow ML, Toffolo G, Cobelli C, Nair KS. Mekanismen for insulins anabole virkning på muskler: målinger af muskelproteinsyntese og -nedbrydning ved hjælp af aminoacyl-tRNA og andre surrogatmålinger. Am J Physiol Endocrinol Metab 2006;291:E729-E736.
19. Cuthbertson D, Smith K, Babraj J, Leese G, Waddell T, Atherton P, et al. Anabolic signaling deficits underlyinglie amino acid resistance of wasting, aging muscle. FASEB J 2005;19:422-4.
21. Dennis MD, Baum JI, Kimball SR, Jefferson LS. Mekanismer, der er involveret i den koordinerede regulering af mTORC1 af insulin og aminosyrer. J Biol Chem 2011;286:8287-96.
22. Dreyer HC, Fujita S, Cadenas JG, Chinkes DL, Volpi E, Rasmussen BB. Modstandstræning øger AMPK-aktiviteten og reducerer 4E-BP1-fosforylering og proteinsyntese i menneskelige skeletmuskler. J Physiol 2006;576:613-24.
24. Drummond MJ, Dreyer HC, Fry CS, Glynn EL, Rasmussen BB. Ernærings- og kontraktile regulering af proteinsyntese og mTORC1-signalering i menneskelige skeletmuskler. J Appl Physiol 2009;106:1374-84.
26. Drummond MJ, Dreyer HC, Pennings B, Fry CS, Dhanani S, Dillon EL, et al. Skeletmuskelproteins anabole respons på modstandstræning og essentielle aminosyrer er forsinket med aldring. J Appl Physiol 2008;104:1452-61.
28. Fryburg DA, Jahn LA, Hill SA, Oliveras DM, Barrett EJ. Insulin og insulinlignende vækstfaktor-I øger den menneskelige skeletmuskelproteinanabolisme under hyperaminoacidæmi ved forskellige mekanismer. J Clin Invest 1995;96;96:1722-9.
29. Fujita S, Dreyer HC, Drummond MJ, Glynn EL, Cadenas JG, Yoshizawa F, et al. Næringsstofsignalering i reguleringen af menneskelig muskelproteinsyntese. J Physiol 2007;582:813-23.
31. Fujita S, Dreyer HC, Drummond MJ, Glynn EL, Volpi E, Rasmussen BB. Indtagelse af essentielle aminosyrer og kulhydrater før modstandstræning forbedrer ikke muskelproteinsyntesen efter træningen. J Appl Physiol 2009;106:1730-9.
32. Hardie DG, Sakamoto K. AMPK: en nøglesensor for brændstof- og energistatus i skeletmuskulaturen. Physiology (Bethesda ) 2006;21:48-60.
33. Hartman JW, Tang JE, Wilkinson SB, Tarnopolsky MA, Lawrence RL, Fullerton AV, et al. Forbrug af fedtfri flydende mælk efter modstandstræning fremmer større lean masseakkretion end forbrug af soja eller kulhydrat i unge, nybegyndere, mandlige vægtløftere. Am J Clin Nutr 2007;86:373-81.
34. Moore DR, Robinson MJ, Fry JL, Tang JE, Glover EI, Wilkinson SB, et al. Ingested protein dose response of muscle and albumin protein synthesis after resistance exercise in young men. Am J Clin Nutr 2009;89:161-8.
36. MacDougall JD, Gibala MJ, Tarnopolsky MA, MacDonald JR, Interisano SA, Yarasheski KE. Tidsforløbet for forhøjet muskelproteinsyntese efter tung modstandstræning. Can J Appl Physiol 1995;20:480-6.
37. Miller BF, Olesen JL, Hansen M, Dossing S, Crameri RM, Welling RJ, et al. Koordineret kollagen- og muskelproteinsyntese i human patellasene og quadricepsmuskel efter træning. J Physiol 2005;567:1021-33.
39. Phillips SM, Tipton KD, Aarsland A, Wolf SE, Wolfe RR. Blandet muskelproteinsyntese og nedbrydning efter modstandstræning hos mennesker. Am J Physiol 1997;273:E99-107.
41. Proud CG. Regulering af proteinsyntese ved insulin. Biochem Soc Trans 2006;34:213-6.
42. Terzis G, Georgiadis G, Stratakos G, Vogiatzis I, Kavouras S, Manta P, et al. Modstandsøvelsesinduceret stigning i muskelmasse korrelerer med p70S6 kinasephosphorylering hos mennesker. Eur J Appl Physiol 2008;102:145-52.
44. Tipton KD, Ferrando AA, Phillips SM, Doyle D, Jr., Wolfe RR. Postexercise netto proteinsyntese i menneskelige muskler fra oralt indgivne aminosyrer. Am J Physiol 1999;276:E628-E634.
46. Welle S, Thornton C, Statt M, McHenry B. Postprandial myofibrillær og helkrops-proteinsyntese hos unge og gamle mennesker. Am J Physiol 1994;267:E599-E604.
48. Wong TS, Booth FW. Proteinmetabolisme i rotte gastrocnemius muskel efter stimuleret kronisk koncentrisk træning. J Appl Physiol 1990;69:1709-17.
50. Wong TS, Booth FW. Proteinmetabolisme i rotte tibialis anterior muskel efter stimuleret kronisk excentrisk træning. J Appl Physiol 1990;69:1718-24.
52. Roy BD, Tarnopolsky MA, MacDougall JD, Fowles J, Yarasheski KE. Effekt af glukosetilskud timing på proteinmetabolisme efter modstandstræning. J Appl Physiol 1997;82:1882-8.