Maximera proteinsyntesen

Vill du veta den långvariga hemligheten bakom muskeltillväxt?

NPB = MPS – MPB

Vad betyder den här ekvationen?

Nettoproteinbalans (muskelmassa i skelettmuskulaturen, för våra syften här) = muskelproteinsyntes – muskelproteinbrytning.

Gör det till ett positivt värde och du är på väg mot hugeness.

Remodeling Muscle

Du måste äta rätt för att bygga upp din muskelvävnad igen efter att ha förstört den på gymmet. Det är Bodybuilding 101. Under normala förhållanden har skelettmuskulaturen en hög omsättningshastighet – i storleksordningen 1-2 % av muskelproteinerna syntetiseras och bryts ner dagligen.

Både träning och näringsintag är potenta aktivatorer av proteinsyntesen, även om näringsinducerade ökningar är kortvariga.

Träning har en större effekt; proteinsyntesen ökar i 24 timmar hos tränade personer.

Problemet är att träning också aktiverar nedbrytningen av muskelprotein. Utan rätt näring vid rätt tidpunkt kan eventuell muskeltillväxt från ökad proteinsyntes upphävas av proteinnedbrytning.

Du kan se hur detta fungerar i figuren nedan. Utan träningsstimulans upphäver muskelproteinsyntesen och muskelproteinnedbrytningen varandra.

Men lägg till ett intensivt träningspass med rätt näringsintag vid rätt tidpunkt och saker och ting förändras; proteinsyntesen aktiveras och nedbrytningen undertrycks. Resultatet blir en ackumulering av muskelprotein över tid, vilket visas i figuren nedan.

Proteinsyntesprimer: Allt handlar om mTOR

För att förstå proteinsyntesen är det viktigt att bli bättre bekant med mTor. Forskningen säger oss att när du tvingar en muskel att kontrahera mot en tung belastning är det primära svaret en aktivering av proteinsyntesen. Aktiveringen av proteinsyntesen styrs i sin tur av en rad fosforyleringshändelser som orkestreras av ett protein som kallas mammalian target of rapamycin, förkortat mTOR.

mTOR är utan tvekan det viktigaste cellsignaleringskomplexet för muskeltillväxt. Det är huvudkontrollanten för proteinsyntesen i cellen, och det finns ett direkt samband mellan muskeltillväxt och mTOR-aktivering; ju mer ett träningspass aktiverar mTOR, desto mer kränger proteinsyntesmaskineriet ut nya proteiner för muskeltillväxt och reparation.

mTOR aktiveras av tre saker:

• Mekanisk stress (från tunga träningsbelastningar)
• Växtfaktorer (IGF, tillväxthormon, insulin osv.)
• Aminosyror (särskilt leucin)

Det ”Anabola fönstret”

Så vad kan vi göra näringstekniskt för att åstadkomma mer än att helt enkelt ersätta muskeln som du just har brutit ner på gymmet med en lika stor mängd för att bygga upp den igen?

Du drar nytta av det Anabola fönstret. För att bli så stor som möjligt måste du utnyttja fönstret för maximal effekt. Det är dags att prata om vad man ska äta och när.

Det finns tre tillfällen för att öka tillgängligheten av protein/aminosyror för att förstärka den akuta ökningen av proteinsyntesen som orsakas av träning:

• Pre-workout: Inom en timme eller så innan träningen börjar.
• Peri-workout: Under träningspasset.
• Post-workout: Mindre än två timmar efter träning.
• Den 10 000-dollar-frågan är: Vilken eller vilka tider är bäst för att få maximalt tillväxtsvar från träningen?

Vetenskapsmän har undersökt detta, och resultaten från flera studier visas i figuren nedan.

Det man kan dra nytta av detta diagram är att näring efter träning förstärker den akuta, träningsinducerade ökningen av proteinsyntesen mer än näring före träning. Detta är bra information att känna till, men det finns mycket mer i den här historien.

Pre-workout

Under träningen förbränns ATP för att ge bränsle till muskelkontraktioner, vilket ökar AMP-nivåerna. Detta aktiverar ett protein som kallas AMP-kinas (AMPK). AMPK minskar proteinsyntesen genom att hämma mTOR.

Tänk på det så här – om mTOR är som gaspedalen för proteinsyntesen så är AMPK bromsen. Även om det har visats att näring före träning inte förbättrar den efter träning följande utbrottet i proteinsyntesen bättre än enbart träning, så avtrubbar intag av aminosyror före träning den AMPK-medierade hämmningen av mTOR.

Take home point: Glöm inte bort näring före träning. Det hindrar proteinsyntesmaskineriet från att stängas av under träningen.

Peri-workout

Forskare har också jämfört effekterna av näring före träning med näring efter träning på proteinsyntesen. Resultaten av dessa studier liknar studierna före träning i det avseendet att proteinintag under ett styrketräningspass resulterade i en ökning av proteinsyntesen, men i mycket mindre utsträckning än när proteinet tillfördes efter träningen.

Men även om aminosyror peri-workout har en subtil effekt på proteinsyntesen, orsakar proteinintag fortfarande ett insulinsvar. Detta är viktigt eftersom insulin är en kraftfull hämmare av proteinnedbrytning.

Det är också ett bra argument för att inkludera kolhydrater peri-workout. Det har inte bara visat sig att kolhydrater peri-workout hämmar proteinnedbrytning, utan de avtrubbar också AMPK-medierad hämning av mTOR.

Take home point: De hjälper också till att hålla igång proteinsyntesmaskineriet under träningen.

Post-workout

Måltiden efter träning är den viktigaste för att öka proteinsyntesen efter ett träningspass. Muskelcellerna är förberedda för proteinsyntesen timmarna efter träningen, men bara om rätt näring finns där.

För att skapa mer muskler behöver vi protein, och typen och tidpunkten för proteinintaget under perioden efter träningen har visat sig styra den totala ökningen av proteinsyntesen som sker omedelbart efter träningen.

Väsentligt är att aktivering av proteinsyntesen på kort sikt i slutändan tycks avgöra hur väl vi reagerar på träning på lång sikt. Detta innebär att det inte bara krävs intensiv träning för att maximalt aktivera proteinsyntesen, utan att rätt näring måste finnas där vid exakt rätt tidpunkt för att detta ska ske.

Fönstret är bara öppet under en kort tid, och långsiktiga vinster i muskelmassa kan äventyras om proteinintaget fördröjs så lite som två timmar efter träningen. Om du träffar detta fönster på rätt sätt kommer du att växa mycket mer – om du missar det kanske du inte växer alls!

Det har bedrivits omfattande forskning om exakt vilken typ av näring som behövs för att maximalt aktivera proteinsyntesen. Vi kommer att diskutera detaljer senare, men det är viktigt att veta att endast de essentiella aminosyrorna (EAA) har visat sig aktivera proteinsyntesen, där särskilt leucin är viktigast för att aktivera proteinsyntesmaskineriet.

Det framgår också tydligt av litteraturen att kolhydrater inte behövs för att aktivera proteinsyntesen efter träning, men det finns andra anledningar till att inkludera kolhydrater, vilket vi kommer att gå in på senare.

Hur mycket protein?

Det vore fantastiskt om vi helt enkelt kunde inhalera 1 000 gram protein eller aminosyror före, efter eller under träning, och sedan odla så mycket som vi vill. Tyvärr skulle detta i bästa fall omvandlas till triglycerider och omvandlas till kroppsfett.

Proteiner fungerar synergistiskt med styrketräning för att stimulera proteinsyntesen, men precis som det finns en övre gräns för hur mycket träning vi kan återhämta oss från på ett produktivt sätt, verkar det också finnas en övre gräns för hur mycket protein vi kan äta för att maximera proteinsyntesen.

Detta ämne har studerats många gånger, men den mängd protein eller aminosyror som använts i forskningen kanske inte är direkt tillämplig på verkliga scenarier. Forskare har sällan använt ett träningsstimulans som kommer ens i närheten av vad de flesta killar gör i gymmet, vilket gör det svårt att extrapolera och ge specifika rekommendationer när det gäller hur mycket protein som behövs.

En studie visade till exempel att vassleproteininducerade ökningar av proteinsyntesen efter motståndsträning nådde sin kulmen vid 20 gram protein, med större mängder som inte ökade svaret ytterligare. Liknande dos-responsstudier har gjorts för att fastställa det maximala behovet av leucin.

Det är viktigt att inse att den typ av intensiv, ballastisk träning som de flesta T NATION-läsare gör förmodligen aktiverar proteinsyntesen i högre grad än vad forskarna använder i laboratoriet. Därför är det möjligt att mer än 20 gram kan behövas för de flesta människor för att få ett maximalt svar.

Så vad är den optimala mängden, och när? Vi kan ge grova rekommendationer, men det är viktigt att experimentera för att hitta rätt formel för dig.

Skälet för kolhydrater

Det har visats slutgiltigt i litteraturen att insulinsignalering inte behövs för att aktivera träningsinducerad proteinsyntes – bara leucin krävs, vilket tyder på att kolhydrater inte är viktiga.

Det här kom ursprungligen som en stor överraskning, eftersom insulin är en potent aktivator av proteinsyntes. Insulin aktiverar mTOR genom PI3K/akt-signalering, vilket är parallellt med de vägar som används av aminosyror och mekanisk stress för att aktivera mTOR.

Och även om insulinsignalering kanske inte behövs för den explosion i proteinsyntesen som inträffar timmarna efter ett träningspass, så finns det mer i historien. Insulin är också en kraftfull hämmare av muskelproteinnedbrytning.

Studier har visat att både lokal hyperinsulinemi och intag av kolhydrater hämmar proteinnedbrytningen, med liten eller ingen effekt på proteinsyntesen. När detta undersöktes specifikt under perioden efter träning visade det sig att glukosintag efter träning, även om det inte aktiverade proteinsyntesen, också hade en kraftfull hämmande effekt på proteinnedbrytningen.

Det betyder inte att vi ska bortse från kolhydrater när det gäller proteinsyntesen; de ökar insulinnivåerna, vilket fortfarande kan vara viktigt. Musklerna är förberedda för ökad proteinsyntes i 24+ timmar efter träning, men den akuta språnget i proteinsyntesen som sker till följd av träning eller aminosyraintag varar bara i några timmar.

Mekanisk stress från träning, aminosyraintag och insulin/tillväxtfaktorer aktiverar alla mTOR genom olika men kompletterande vägar, vilket tyder på att om flera mTOR-aktiverande vägar aktiveras samtidigt kan vi kanske få en synergistisk effekt.

Det är väletablerat att den mekaniska stressen från träning och leucin/EAA synergistiskt förstärker proteinsyntesen. På samma sätt kan insulin bidra till den totala språnget i proteinsyntesen genom att aktivera mTOR via PI3K/akt-vägen.

Och även om vissa studier som specifikt tittar på motståndsträningsinducerad proteinsyntes har visat att tillsats av kolhydrater till aminosyror inte resulterar i en additiv effekt på proteinsyntesen när rikliga mängder aminosyror intagits, så måste man titta noga på försöksmodellen när man tillämpar forskningen på den verkliga världen.

Nyare studier som tittar på en mer generell modell för proteinsyntes visar att insulin + aminosyror kan ha en synergistiskt positiv effekt på proteinsyntesen och orsakar den största mTOR-aktiveringen tillsammans!

Tar man allt detta arbete tillsammans är det säkert att säga att även om insulin inte verkar öka den träningsinducerade proteinsyntesen, kan det verka för att ”hålla gasen öppen längre” för proteinsyntesmaskineriet efter ett träningspass.

Naturligtvis, om insulin har förmågan att förlänga eller förstärka den efter träningspasset uppstötande proteinsyntesen, skulle det finnas en stor fördel med att inkludera kolhydrater som en del av din plan för efter träningspasset.

Sätta ihop allting

Studier och litteratur är ryggraden i den vetenskapliga metoden, men allt är värdelöst om du inte har ett praktiskt sätt att tillämpa informationen.

Med det i åtanke kommer här hur du kan omsätta allting i praktiken.

Pre-workout (30-60 minuter ut)

• Proteinkälla: 30-50 g av någon medelhög till snabbverkande proteinkälla. Fullvärdig mat är okej, men du kanske vill begränsa fullvärdigt protein närmare 60 minuter före än 30 minuter före. Exempel på snabbverkande proteinkällor är blandningar av vassle- och kaseinisolat/hydrolysat och koncentrat som Metabolic Drive® Low Carb.
• Kolhydratkälla: Valfritt, men om du planerar att träna hårt bör du inkludera kolhydrater. 25-75 g kolhydrater med lågt till medelhögt GI. Exempel är en kopp havregrynsgröt med en kopp blåbär.
• Johns favoritmåltid före träning: Min favoritmåltid före träning: Magert animaliskt protein, 30 gram kolhydrater (havre) och 1-2 matskedar mandel- eller jordnötssmör blandat i havregrynen.
• Bills favoritmåltid före träning: Bill äter helst en måltid före träning: Vassleproteinisolat med cirka 45 gram kolhydrater från 1/2 kopp havregryn blandat med 1/2 kopp osötad äppelmos.

Peri-workout: (under träningen)

• Proteinkälla: 10-20g BCAAs eller 20-30g isolat/hydrolysat från kasein eller vassle eller en blandning som Plazma™ eller MAG-10®.
• Kolhydratkälla: Valfritt. 35-50g högglykemiska kolhydrater som du dricker under hela träningspasset.

Insulinsvaret från kolhydrater kan synergistiskt förstärka proteinsyntesen i närvaro av aminosyror. Insulin är också en kraftfull hämmare av proteinnedbrytning.

För träningsdeltagare före tävling eller de som är mindre insulinkänsliga finns det en fettförbrännande fördel med att hålla insulinet lågt, så vissa personer kanske vill utelämna kolhydrater här. För lyftare utanför säsongen eller riktiga hardgainers kan insulinresponsen vara till stor hjälp.

• Johns favoritmåltid peri-workout: 30-50 gram kaseinhydrolysat som MAG-10®, och om det är lågsäsong, lägg till 40 gram potatisstärkelse.
• Bills favoritmåltid före träning: 20 gram BCAAs, och om det är lågsäsong även 40-50 gram kolhydrater från dextros/glukospolymerer.

Post-workout (upp till 60 minuter efter träningen)

• Proteinkälla: 30-50 g snabbverkande protein: vassleisolat/hydrolysat eller kaseinhydrolysat som MAG-10® eller Plazma™.
• Kolhydratkälla: Vassleisolat/hydrolysat eller kaseinhydrolysat som MAG-10® eller Plazma™:

Återigen är detta mycket beroende av individen, dennes mål och träningsfas.

Använd 25-75g kolhydrater med medelhögt till lågt GI. Lyftare utanför säsongen eller hard-gainers kanske vill ha 50-100 g av en blandning av kolhydrater med medelhögt till högt GI.

Vra hard-gainers kan verkligen dra nytta av insulinets hämmande effekter på proteinnedbrytningen här. Den stora insulinspiken från kolhydrater med högt GI och den mer långvariga ökningen från kolhydrater med medelhögt GI kan också hålla proteinsyntesen öppen längre.

Om du är pre-contest eller för mindre insulinkänsliga personer kan du ibland utelämna kolhydrater helt och hållet under denna måltid, men gör det inte till en regel.

• Johns favoritmåltid efter träning: 50 gram vassleisolat 15 minuter efter träningen; om det är lågsäsong, blanda i 1-2 koppar råmjölk. En timme senare äter du fisk och Ezekiel-toast med sylt.
• Bills favoritmåltid efter träning: 50 gram vassleisolat; om det är lågsäsong även 1 kopp havregrynsgröt med 1 kopp blåbär. En timme senare äter du nästa vanliga måltid.

Sammanfattning

Näringsämnen har en potent effekt på proteinsyntesmaskineriet, och att tajma dem rätt kan vara avgörande för dina träningsframsteg. Även om det inte finns någon idealisk lösning som passar alla – det beror på individuell insulinkänslighet, ämnesomsättning, kroppstyp och mål – har vi gett dig en näringsstrategi för perioden före träning som bygger på den senaste vetenskapliga forskningen och som enkelt kan ändras för att passa varje lyftares behov. Använd den som en mall för att maximera proteinsyntesen och växa som aldrig förr.

1. Baar K, Esser K. Fosforylering av p70(S6k) korrelerar med ökad skelettmuskelmassa efter motståndsträning. Am J Physiol 1999;276:C120-C127.
2. Beelen M, Koopman R, Gijsen AP, Vandereyt H, Kies AK, Kuipers H, et al. Protein coingestion stimulerar muskelproteinsyntesen under träning av motståndstyp. Am J Physiol Endocrinol Metab 2008;295:E70-E77.
3. Biolo G, Tipton KD, Klein S, Wolfe RR. En riklig tillförsel av aminosyror ökar den metaboliska effekten av träning på muskelprotein. Am J Physiol 1997;273:E122-E129.
4. Biolo G, Declan Fleming RY, Wolfe RR. Fysiologisk hyperinsulinemi stimulerar proteinsyntesen och förbättrar transporten av utvalda aminosyror i mänsklig skelettmuskulatur. J Clin Invest 1995;95:811-9.
5. Biolo G, Williams BD, Fleming RY, Wolfe RR. Insulinverkan på muskelproteinkinetik och aminosyratransport under återhämtning efter motståndsträning. Diabetes 1999;48:949-57.
6. Borsheim E, Aarsland A, Wolfe RR. Effekten av en blandning av aminosyror, protein och kolhydrater på nettomuskelproteinbalansen efter motståndsträning. Int J Sport Nutr Exerc Metab 2004;14:255-71.
7. Burd NA, Tang JE, Moore DR, Phillips SM. Motionsträning och proteinmetabolism: påverkan av kontraktion, proteinintag och könsbaserade skillnader. J Appl Physiol 2009;106:1692-701.
8. Carraro F, Stuart CA, Hartl WH, Rosenblatt J, Wolfe RR. Effekten av träning och återhämtning på muskelproteinsyntesen hos människor. 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. Mekanismen för insulinets anabola effekt på muskler: mätningar av muskelproteinsyntes och nedbrytning med hjälp av aminoacyl-tRNA och andra surrogatmått. Am J Physiol Endocrinol Metab 2006;291:E729-E736.
11. Cuthbertson D, Smith K, Babraj J, Leese G, Waddell T, Atherton P, et al. Anabola signaleringsbrister ligger till grund för aminosyreresistens hos muskeln som slösar och åldras. FASEB J 2005;19:422-4.
12. Dennis MD, Baum JI, Kimball SR, Jefferson LS. Mekanismer som är involverade i den samordnade regleringen av mTORC1 av insulin och aminosyror. J Biol Chem 2011;286:8287-96.
13. Dreyer HC, Fujita S, Cadenas JG, Chinkes DL, Volpi E, Rasmussen BB. Motståndsträning ökar AMPK-aktiviteten och minskar 4E-BP1-fosforylering och proteinsyntes i mänsklig skelettmuskulatur. J Physiol 2006;576:613-24.
14. Drummond MJ, Dreyer HC, Fry CS, Glynn EL, Rasmussen BB. Näringsmässig och kontraktila reglering av proteinsyntes och mTORC1-signalering i mänsklig skelettmuskulatur. J Appl Physiol 2009;106:1374-84.
15. Drummond MJ, Dreyer HC, Pennings B, Fry CS, Dhanani S, Dillon EL, et al. Skelettmuskelproteinets anabola respons på motståndsträning och essentiella aminosyror fördröjs med åldern. J Appl Physiol 2008;104:1452-61.
16. Fryburg DA, Jahn LA, Hill SA, Oliveras DM, Barrett EJ. Insulin och insulinliknande tillväxtfaktor-I förbättrar proteinanabolismen i mänskliga skelettmuskler under hyperaminoacidemi genom olika mekanismer. 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. Intag av essentiella aminosyror och kolhydrater före motståndsträning ökar inte muskelproteinsyntesen efter träning. 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. Konsumtion av fettfri vätskeformig mjölk efter motståndsträning främjar större muskelmassatillväxt än konsumtion av soja eller kolhydrater hos unga, nybörjare, manliga tyngdlyftare. Am J Clin Nutr 2007;86:373-81.
21. Moore DR, Robinson MJ, Fry JL, Tang JE, Glover EI, Wilkinson SB, et al. Inlagd proteindos reaktion på muskel- och albuminproteinsyntes efter motståndsträning hos unga män. Am J Clin Nutr 2009;89:161-8.
22. MacDougall JD, Gibala MJ, Tarnopolsky MA, MacDonald JR, Interisano SA, Yarasheski KE. Tidsförloppet för förhöjd muskelproteinsyntes efter tung motståndsträning. 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. Mixad muskelproteinsyntes och nedbrytning efter motståndsträning hos människor. Am J Physiol 1997;273:E99-107.
25. Proud CG. Reglering av proteinsyntesen genom insulin. 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. Nettoproteinsyntes efter träning i mänsklig muskel från oralt administrerade aminosyror. Am J Physiol 1999;276:E628-E634.
28. Welle S, Thornton C, Statt M, McHenry B. Postprandial myofibrillär och helkroppsproteinsyntes hos unga och gamla människor. Am J Physiol 1994;267:E599-E604.
29. Wong TS, Booth FW. Proteinmetabolism i gastrocnemiusmuskeln hos råttor efter stimulerad kronisk koncentrisk träning. 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. Effekten av glukostillskottets tidpunkt på proteinmetabolismen efter motståndsträning. J Appl Physiol 1997;82:1882-8.