Maximaliseer Eiwitsynthese

Wilt u het lang verloren geheim van spiergroei weten?

NPB = MPS – MPB

Wat betekent deze vergelijking?

Net Eiwitbalans (skeletspiermassa, voor onze doeleinden hier) = Spiereiwitsynthese – Spiereiwitafbraak.

Maak er een positieve waarde van en je bent op weg naar grootheid.

Remodeling Muscle

Je moet goed eten om je spierweefsel weer op te bouwen nadat je het in de sportschool hebt vernietigd. Dat is Bodybuilding 101. Onder normale omstandigheden heeft skeletspier een hoge omloopsnelheid – in de orde van 1-2% van de spiereiwitten worden dagelijks gesynthetiseerd en afgebroken.

Zowel training als inname van voedingsstoffen zijn krachtige activatoren van eiwitsynthese, hoewel door voedingsstoffen geïnduceerde toenames van korte duur zijn.

Training heeft een groter effect; de eiwitsynthese wordt bij getrainde mensen 24 uur lang opgevoerd.

Het probleem is dat training ook de afbraak van spiereiwitten activeert. Zonder de juiste voeding op het juiste moment, kan elke potentiële spiertoename door verhoogde eiwitsynthese teniet worden gedaan door eiwitafbraak.

U kunt zien hoe dit werkt in de onderstaande figuur. Zonder een trainingsstimulans heffen spiereiwitsynthese en spiereiwitafbraak elkaar op.

Maar voeg een intense trainingssessie toe met de juiste inname van voedingsstoffen op het juiste moment en de dingen veranderen; de eiwitsynthese wordt geactiveerd en de afbraak wordt onderdrukt. Het resultaat is een opeenhoping van spiereiwit in de loop der tijd, zoals te zien is in de onderstaande figuur.

Proteïnesynthese Primer: It’s ALL about mTOR

Om de eiwitsynthese te begrijpen, is het belangrijk om beter bekend te raken met mTor. Onderzoek vertelt ons dat wanneer je een spier dwingt om samen te trekken tegen een zware belasting, de primaire reactie een activering van de eiwitsynthese is. Activering van de eiwitsynthese wordt op zijn beurt gecontroleerd door een reeks fosforyleringsgebeurtenissen die worden georkestreerd door een eiwit genaamd mammalian target of rapamycin, of kortweg mTOR.

mTOR is aantoonbaar het belangrijkste celsignaalcomplex voor spiergroei. Het is de master-controller van de eiwitsynthese in de cel, en er is een direct verband tussen spiergroei en mTOR-activering; hoe meer een training mTOR activeert, hoe meer de eiwitsynthese-machine nieuwe eiwitten voor spiergroei en -herstel aanmaakt.

mTOR wordt geactiveerd door drie dingen:

• Mechanische stress (van zware trainingsbelastingen)
• Groeifactoren (IGF, groeihormoon, insuline, enz.
• Arminozuren (met name leucine)

De “Anabolic Window”

Dus wat kunnen we op voedingsgebied doen om meer te bereiken dan het simpelweg vervangen van de spier die je zojuist in de sportschool hebt afgebroken met een gelijke hoeveelheid om weer op te bouwen?

Je maakt gebruik van de Anabolic Window. Om zo groot mogelijk te worden moet je het venster benutten voor maximaal effect. Het is tijd om te praten over wat te eten, en wanneer.

Er zijn drie momenten voor het verhogen van de eiwit/aminozuur beschikbaarheid om de acute toename in eiwitsynthese veroorzaakt door training te vergroten:

• Pre-workout: Binnen ongeveer een uur voordat de training begint.
• Peri-workout: Tijdens de trainingssessie.
• Post-workout: Minder dan twee uur na de training.
• De 10.000 dollar vraag is, welke tijd(en) zijn het beste om de maximale groeireactie van uw training te krijgen?

Wetenschappers hebben zich hierover gebogen, en de resultaten van verschillende studies zijn weergegeven in de onderstaande figuur.

De conclusie uit deze grafiek is dat voeding na de training de acute, door training veroorzaakte toename van de eiwitsynthese sterker versterkt dan voeding vóór de training. Dit is goede informatie om te weten, maar er zit nog veel meer achter dit verhaal.

Pre-workout

Tijdens de training wordt ATP verbrand om de spiersamentrekkingen te voeden, waardoor het AMP-niveau toeneemt. Dit activeert een eiwit genaamd AMP kinase (AMPK). AMPK vermindert de eiwitsynthese door mTOR te remmen.

Denk er eens zo over – als mTOR het gaspedaal is voor de eiwitsynthese, dan is AMPK de rem. Hoewel is aangetoond dat voeding vóór de training de uitbarsting van eiwitsynthese na de training niet beter verbetert dan training alleen, remt de inname van aminozuren vóór de training de door AMPK gemedieerde remming van mTOR af.

Take home point: Vergeet de pre-workout voeding niet. Het zorgt ervoor dat de eiwitsynthese-machine niet wordt uitgeschakeld tijdens de training.

Peri-workout

Onderzoekers hebben ook de effecten van peri-workout voeding vergeleken met post-workout voeding op de eiwitsynthese. De resultaten van deze studies zijn vergelijkbaar met de pre-workout studies, in die zin dat eiwitinname tijdens een krachttraining resulteerde in een toename van de eiwitsynthese, maar veel minder dan wanneer eiwit werd toegediend na de training.

Weliswaar hebben peri-workout aminozuren een subtiel effect op de eiwitsynthese, maar eiwitinname veroorzaakt nog steeds een insulinerespons. Dit is belangrijk, omdat insuline een krachtige remmer van eiwitafbraak is.

Het is ook een goed argument om koolhydraten peri-workout op te nemen. Van koolhydraten peri-workout is niet alleen aangetoond dat ze de eiwitafbraak remmen, maar ook dat ze de AMPK-gemedieerde remming van mTOR afremmen.

Take home point: Peri-workout koolhydraten remmen niet alleen eiwitafbraak, maar ze helpen ook om de eiwitsynthetische machines aan te houden tijdens de training.

Post-workout

De post-workout maaltijd is het belangrijkst voor het opvoeren van de eiwitsynthese na een training. Spiercellen worden klaargestoomd voor eiwitsynthese in de uren na de training, maar alleen als de juiste voeding aanwezig is.

Om meer spieren te maken hebben we eiwitten nodig, en het type en de timing van de eiwitinname tijdens de post-workout periode is aangetoond dat het de algehele toename in eiwitsynthese controleert die onmiddellijk na de training optreedt.

Belangrijk is dat de activering van de eiwitsynthese op korte termijn uiteindelijk lijkt te bepalen hoe goed we op de lange termijn op de training reageren. Dit betekent dat niet alleen intensieve trainingen nodig zijn om de eiwitsynthese maximaal te activeren, maar dat ook de juiste voeding op precies het juiste moment aanwezig moet zijn om dit te laten gebeuren.

Het venster is slechts korte tijd open, en de spiergroei op lange termijn kan in gevaar komen als de inname van eiwitten slechts twee uur na de training wordt uitgesteld. Als u dit venster precies goed benut, zult u veel meer groeien – als u het mist, groeit u misschien helemaal niet!

Er is veel onderzoek gedaan naar wat voor soort voeding er precies nodig is om de eiwitsynthese maximaal te activeren. Hoewel we de details later zullen bespreken, is het belangrijk om te weten dat alleen van de essentiële aminozuren (EAA’s) is aangetoond dat ze de eiwitsynthese activeren, waarbij leucine in het bijzonder het belangrijkst is voor het inschakelen van de eiwitsynthese-machine.

Het is ook duidelijk uit de literatuur dat koolhydraten niet nodig zijn om de eiwitsynthese na de training te activeren, maar er zijn andere redenen om koolhydraten op te nemen, waar we later op in zullen gaan.

Dus hoeveel eiwit?

Het zou geweldig zijn als we gewoon 1000 gram eiwit of aminozuren konden inhaleren voor, na, of peri-workout, en dan zoveel konden groeien als we willen. Helaas zou dit in het beste geval worden omgezet in triglyceride en omgezet in lichaamsvet.

Eiwitten werken synergetisch met krachttraining om de eiwitsynthese te stimuleren, maar net zoals er een bovengrens is aan hoeveel training we productief kunnen herstellen, lijkt er ook een bovengrens te zijn aan hoeveel eiwit we kunnen eten om de eiwitsynthese te maximaliseren.

Dit onderwerp is talloze malen bestudeerd, maar de hoeveelheid eiwit of aminozuren die in het onderzoek zijn gebruikt, zijn misschien niet direct van toepassing op scenario’s in de echte wereld. Wetenschappers hebben zelden een trainingsprikkel gebruikt die ook maar in de buurt komt van wat de meeste jongens in de sportschool doen, waardoor het moeilijk is om te extrapoleren en specifieke aanbevelingen te doen voor wat betreft de hoeveelheid eiwit die nodig is.

Een onderzoek wees bijvoorbeeld uit dat door wei-eiwit geïnduceerde toename in eiwitsynthese na weerstandstraining een piek bereikte bij 20 gram eiwit, waarbij grotere hoeveelheden de respons niet verder verhoogden. Vergelijkbare dosis-respons studies zijn gedaan om de maximale behoefte aan leucine te bepalen.

Het is belangrijk om te beseffen dat het soort intense, balls-out training dat de meeste T NATION-lezers doen, waarschijnlijk de eiwitsynthese in hogere mate activeert dan wat onderzoekers in het lab gebruiken. Daarom is het mogelijk dat meer dan 20 gram nodig is voor de meeste mensen om een maximale respons te krijgen.

Dus wat is de optimale hoeveelheid, en wanneer? We kunnen ruwe aanbevelingen doen, maar het is belangrijk om te experimenteren om de juiste formule voor u te vinden.

The Case for Carbs

Het is onomstotelijk aangetoond in de literatuur dat insuline signalering niet nodig is om de training-geïnduceerde eiwitsynthese aan te zetten – alleen leucine is nodig, wat suggereert dat koolhydraten niet belangrijk zijn.

Dit kwam oorspronkelijk als een behoorlijke verrassing, omdat insuline een krachtige activator is van eiwitsynthese. Insuline activeert mTOR via PI3K/akt-signalering, die parallel loopt aan de paden die door aminozuren en mechanische stress worden gebruikt om mTOR te activeren.

Hoewel insulinesignalering misschien niet nodig is voor die uitbarsting van eiwitsynthese die optreedt in de uren na een training, zit er meer achter het verhaal. Insuline is ook een krachtige remmer van de afbraak van spiereiwit.

Uit studies is gebleken dat zowel plaatselijke hyperinsulinemie als de inname van koolhydraten de eiwitafbraak remt, met weinig tot geen effect op de eiwitsynthese. Toen dit specifiek werd bekeken in de periode na de training, bleek dat glucoseconsumptie na de training, hoewel het de eiwitsynthese niet activeerde, ook een krachtig remmend effect had op de eiwitafbraak.

Dat betekent niet dat we koolhydraten moeten uitsluiten voor zover het de eiwitsynthese betreft; ze verhogen de insulinespiegel, wat nog steeds belangrijk kan zijn. Spieren zijn meer dan 24 uur na de training klaar voor een verhoogde eiwitsynthese, maar de acute uitbarsting van eiwitsynthese die optreedt als gevolg van training of aminozuurinname duurt maar een paar uur.

Mechanische stress door training, aminozuurinname en insuline/groeifactoren activeren allemaal mTOR via verschillende, maar complementaire paden, wat suggereert dat als meerdere mTOR-activerende paden tegelijkertijd worden ingeschakeld, we wellicht een synergetisch effect kunnen krijgen.

Het staat vast dat de mechanische stress door training en leucine/EAA’s synergetisch de eiwitsynthese versterken. Evenzo kan insuline bijdragen aan de totale uitbarsting van eiwitsynthese door het inschakelen van mTOR via de PI3K/akt pathway.

Hoewel sommige studies die specifiek kijken naar weerstandsoefeningen-geïnduceerde eiwitsynthese hebben aangetoond dat de toevoeging van koolhydraten aan aminozuren niet resulteert in een additief effect op de eiwitsynthese wanneer ruime hoeveelheden aminozuren worden ingenomen, moet je goed kijken naar het experimentele model wanneer je onderzoek toepast op de echte wereld.

Andere recente studies die kijken naar een meer algemeen model voor eiwitsynthese laten zien dat insuline + aminozuren een synergetisch positief effect kunnen hebben op de eiwitsynthese, waarbij ze samen de grootste mTOR-activatie veroorzaken!

Al dit werk bij elkaar genomen, is het veilig om te zeggen dat, terwijl insuline de door inspanning geïnduceerde eiwitsynthese niet lijkt te verhogen, het kan fungeren om “het gaspedaal langer open te houden” voor de eiwitsynthetische machines na een training.

Natuurlijk, als insuline in staat is om de uitbarsting in de eiwitsynthese na de training te verlengen of te versterken, zou er een enorm voordeel zijn om koolhydraten op te nemen als onderdeel van uw post-workout plan.

Het allemaal samenvoegen

Studies en literatuur zijn de ruggengraat van de wetenschappelijke methode, maar het is allemaal waardeloos als je geen praktische middelen hebt om die informatie toe te passen.

Met dat in gedachten, hier is hoe je dit allemaal in de praktijk brengt.

Pre-workout (30-60 minuten uit)

• Eiwitbron: 30-50 gram van een medium tot snelwerkende eiwitbron. Volwaardige eiwitten zijn goed, maar u kunt eiwit uit volwaardige eiwitten beter beperken tot 60 dan 30 minuten na de training. Voorbeelden van snelwerkende eiwitbronnen zijn mengsels van wei- en caseïne-isolaten/hydrolysaten en concentraten zoals Metabolic Drive® Low Carb.
• Koolhydraatbron: Optioneel, maar als je van plan bent om hard te trainen, moet je koolhydraten innemen. 25-75 g van lage tot gemiddelde GI koolhydraten. Voorbeeld is een kop havermout met een kop bosbessen.
• John’s favoriete pre-workout maaltijd: Mager dierlijk eiwit, 30 gram koolhydraten (haver), en 1-2 eetlepels amandel- of pindakaas gemengd in haver.
• Bill’s favoriete pre-workout maaltijd: Wei-eiwitisolaat met ongeveer 45 gram koolhydraten uit 1/2 kopje havermout gemengd met 1/2 kopje ongezoete appelsaus.

Peri-workout: (tijdens de training)

• Eiwitbron: 10-20g BCAA’s of 20-30g isolaten/hydrolysaten van caseïne of wei of een mengsel zoals Plazma™ of MAG-10®.
• Koolhydraatbron: Optioneel. 35-50g hoog-glycemische koolhydraten, genuttigd gedurende de training.

De insulinerespons van koolhydraten kan synergetisch de eiwitsynthese versterken in de aanwezigheid van aminozuren. Insuline is ook een krachtige remmer van eiwitafbraak.

Voor pre-contest trainees of degenen die minder insulinegevoelig zijn, is er een vetverbrandend voordeel aan het laag houden van insuline, dus sommige mensen willen hier misschien koolhydraten weglaten. Voor off-season lifters of echte hardgainers, kan de insuline respons zeer nuttig zijn.

• John’s favoriete peri-workout maaltijd: 30-50 gram caseïne hydrolysaten zoals MAG-10®, en indien buiten het seizoen voeg 40 gram aardappelzetmeel.
• Bills favoriete peri-workout maaltijd: 20 gram BCAA’s, en indien buiten het seizoen ook 40-50 gram koolhydraten uit dextrose/glucose polymeren.

Post-workout (tot 60 minuten na de training)

• Eiwitbron: 30-50g snelwerkend eiwit: wei-isolaten/hydrolysaten of caseïnehydrolysaat zoals MAG-10® of Plazma™.
• Koolstofbron: Optioneel, maar zeer aan te raden, tenzij je in een drastische vetreductie modus bent.

Wederom, dit is zeer afhankelijk van het individu, hun doelen, en de fase van training.

Gebruik 25-75g van gemiddelde tot lage GI koolhydraten. Lifters buiten het seizoen of hard-gainers willen misschien 50-100g van een mengsel van medium tot hoge GI koolhydraten.

De echte hard-gainers kunnen echt profiteren van de eiwitafbraak remmende effecten van insuline hier. De grote insulinepiek van de hoge GI-koolhydraten en de meer aanhoudende stijging van de gemiddelde GI-koolhydraten kunnen de eiwitsynthese ook langer op gang houden.

Als je pre-wedstrijd bent of voor minder insulinegevoelige mensen, laat dan af en toe koolhydraten helemaal weg tijdens deze maaltijd, maar maak er geen regel van.

• John’s favoriete post-workout maaltijd: 50 gram wei-isolaat 15 minuten na de training; indien buiten het seizoen, meng er 1-2 kopjes rauwe melk doorheen. Een uur later eet hij vis en Ezekiel toast met jam.
• Bills favoriete maaltijd na de training: 50 gram wei-isolaat; indien buiten het seizoen ook 1 kop havermout met 1 kop bosbessen. Eet een uur later de volgende gewone maaltijd.

Wrap-up

Nutriënten hebben een krachtig effect op de eiwitsynthetische machinerie, en de juiste timing ervan kan je trainingsvoortgang maken of breken. Hoewel er geen ideale, pasklare oplossing voor iedereen bestaat – dat hangt af van individuele insulinegevoeligheid, metabolisme, lichaamstype en doelen – hebben we een voedingsstrategie voor peri-workout opgesteld die is gebaseerd op het nieuwste wetenschappelijke onderzoek en die gemakkelijk kan worden aangepast aan de behoeften van elke lifter. Gebruik het als een sjabloon om de eiwitsynthese te maximaliseren en te groeien als nooit tevoren.

1. Baar K, Esser K. Phosphorylation of p70(S6k) correlates with increased skeletal muscle mass following resistance exercise. Am J Physiol 1999;276:C120-C127.
2. Beelen M, Koopman R, Gijsen AP, Vandereyt H, Kies AK, Kuipers H, et al. Eiwitcoingestie stimuleert spiereiwitsynthese tijdens weerstandsoefening. Am J Physiol Endocrinol Metab 2008;295:E70-E77.
3. Biolo G, Tipton KD, Klein S, Wolfe RR. An abundant supply of amino acids enhances the metabolic effect of exercise on muscle protein. Am J Physiol 1997;273:E122-E129.
4. Biolo G, Declan Fleming RY, Wolfe RR. Physiologic hyperinsulinemia stimulates protein synthesis and enhances transport of selected amino acids in human skeletal muscle. J Clin Invest 1995;95:811-9.
5. Biolo G, Williams BD, Fleming RY, Wolfe RR. Insulin action on muscle protein kinetics and amino acid transport during recovery after resistance exercise. Diabetes 1999;48:949-57.
6. Borsheim E, Aarsland A, Wolfe RR. Effect of an amino acid, protein, and carbohydrate mixture on net muscle protein balance after resistance exercise. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2004;14:255-71.
7. Burd NA, Tang JE, Moore DR, Phillips SM. Exercise training and protein metabolism: influences of contraction, protein intake, and sex-based differences. J Appl Physiol 2009;106:1692-701.
8. Carraro F, Stuart CA, Hartl WH, Rosenblatt J, Wolfe RR. Effect of exercise and recovery on muscle protein synthesis in human subjects. Am J Physiol 1990;259:E470-E476.
9. Chesley A, MacDougall JD, Tarnopolsky MA, Atkinson SA, Smith K. Changes in human muscle protein synthesis after resistance exercise. J Appl Physiol 1992;73:1383-8.
10. Chow LS, Albright RC, Bigelow ML, Toffolo G, Cobelli C, Nair KS. Mechanism of insulin’s anabolic effect on muscle: measurements of muscle protein synthesis and breakdown using aminoacyl-tRNA and other surrogate measures. Am J Physiol Endocrinol Metab 2006;291:E729-E736.
11. Cuthbertson D, Smith K, Babraj J, Leese G, Waddell T, Atherton P, et al. Anabolic signaling deficits underlie amino acid resistance of wasting, aging muscle. FASEB J 2005;19:422-4.
12. Dennis MD, Baum JI, Kimball SR, Jefferson LS. Mechanismen betrokken bij de gecoördineerde regulatie van mTORC1 door insuline en aminozuren. J Biol Chem 2011;286:8287-96.
13. Dreyer HC, Fujita S, Cadenas JG, Chinkes DL, Volpi E, Rasmussen BB. Resistance exercise increases AMPK activity and reduces 4E-BP1 phosphorylation and protein synthesis in human skeletal muscle. J Physiol 2006;576:613-24.
14. Drummond MJ, Dreyer HC, Fry CS, Glynn EL, Rasmussen BB. Nutritional and contractile regulation of human skeletal muscle protein synthesis and mTORC1 signaling. J Appl Physiol 2009;106:1374-84.
15. Drummond MJ, Dreyer HC, Pennings B, Fry CS, Dhanani S, Dillon EL, et al. De anabole respons van skeletspiereiwitten op weerstandsoefeningen en essentiële aminozuren wordt vertraagd naarmate men ouder wordt. J Appl Physiol 2008;104:1452-61.
16. Fryburg DA, Jahn LA, Hill SA, Oliveras DM, Barrett EJ. Insulin and insulin-like growth factor-I enhance human skeletal muscle protein anabolism during hyperaminoacidemia by different mechanisms. J Clin Invest 1995;96:1722-9.
17. Fujita S, Dreyer HC, Drummond MJ, Glynn EL, Cadenas JG, Yoshizawa F, et al. Nutrient signalling in the regulation of human muscle protein synthesis. J Physiol 2007;582:813-23.
18. Fujita S, Dreyer HC, Drummond MJ, Glynn EL, Volpi E, Rasmussen BB. Essential amino acid and carbohydrate ingestion before resistance exercise does not enhance postexercise muscle protein synthesis. J Appl Physiol 2009;106:1730-9.
19. Hardie DG, Sakamoto K. AMPK: a key sensor of fuel and energy status in skeletal muscle. Physiology (Bethesda ) 2006;21:48-60.
20. Hartman JW, Tang JE, Wilkinson SB, Tarnopolsky MA, Lawrence RL, Fullerton AV, et al. Consumption of fat-free fluid milk after resistance exercise promotes greater lean mass accretion than does consumption of soy or carbohydrate in young, novice, male weightlifters. Am J Clin Nutr 2007;86:373-81.
21. 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.
22. MacDougall JD, Gibala MJ, Tarnopolsky MA, MacDonald JR, Interisano SA, Yarasheski KE. The time course for elevated muscle protein synthesis following heavy resistance exercise. Can J Appl Physiol 1995;20:480-6.
23. Miller BF, Olesen JL, Hansen M, Dossing S, Crameri RM, Welling RJ, et al. Coordinated collagen and muscle protein synthesis in human patella tendon and quadriceps muscle after exercise. J Physiol 2005;567:1021-33.
24. Phillips SM, Tipton KD, Aarsland A, Wolf SE, Wolfe RR. Mixed muscle protein synthesis and breakdown after resistance exercise in humans. Am J Physiol 1997;273:E99-107.
25. Proud CG. Regeling van de eiwitsynthese door insuline. Biochem Soc Trans 2006;34:213-6.
26. Terzis G, Georgiadis G, Stratakos G, Vogiatzis I, Kavouras S, Manta P, et al. Resistance exercise-induced increase in muscle mass correlates with p70S6 kinase phosphorylation in human subjects. Eur J Appl Physiol 2008;102:145-52.
27. Tipton KD, Ferrando AA, Phillips SM, Doyle D, Jr., Wolfe RR. Post-exercise net protein synthesis in human muscle from orally administered amino acids. Am J Physiol 1999;276:E628-E634.
28. Welle S, Thornton C, Statt M, McHenry B. Postprandial myofibrillar and whole body protein synthesis in young and old human subjects. Am J Physiol 1994;267:E599-E604.
29. Wong TS, Booth FW. Eiwitmetabolisme in de gastrocnemiusspier van ratten na gestimuleerde chronische concentrische inspanning. J Appl Physiol 1990;69:1709-17.
30. Wong TS, Booth FW. Protein metabolism in rat tibialis anterior muscle after stimulated chronic eccentric exercise. J Appl Physiol 1990;69:1718-24.
31. Roy BD, Tarnopolsky MA, MacDougall JD, Fowles J, Yarasheski KE. Effect of glucose supplement timing on protein metabolism after resistance training. J Appl Physiol 1997;82:1882-8.