Протеинов метаболизъм в скелетната мускулатура и обучение за устойчивост - наука
Катедра по хирургия, Медицински клон на Университета в Тексас и отдел за метаболизъм, болница Shriners Burns, Галвестън, Тексас, САЩ.
Статия, публикувана в списание PubliCE, том 0 от 2006 г. .
Обобщение
Разработени са изотопни техники за проследяване, за да се определят количествено скоростите на синтез и разграждане на мускулните протеини при хора. Тези методи бяха приложени за изследване на отговора към тренировките за устойчивост, както и към приема на аминокиселини. Фракционната синтетична скорост (FSR) на мускулните протеини се стимулира в продължение на 48 часа след тренировка. Въпреки това, анаболният ефект на FSR стимулация след тренировка се отслабва от едновременното увеличаване на разграждането на мускулния протеин, така че нетният баланс между синтеза и разграждането остава отрицателен на гладно. Повишаването на плазмените аминокиселини стимулира синтеза на мускулни протеини. Степента на стимулация зависи от дозата, приетия аминокиселинен профил, модела на прием (болус спрямо постоянен прием), възрастта на субекта и хормоналния профил. Важното е, че има интерактивен ефект между тренировките за устойчивост и аминокиселините, така че нетният анаболен отговор на аминокиселините след тренировка е по-голям от сумата от изолираните ефекти на аминокиселините и тренировката.
Ключови думи: стабилни изотопи, методология за проследяване, човешки субекти, аминокиселини, обучение на устойчивост
Изтеглете и запазете тази статия, за да я прочетете, когато пожелаете.
Изтеглете (ние ще ви го изпратим от WhatsApp)
ВЪВЕДЕНИЕ
Потенциалните анаболни ефекти на тренировките за устойчивост са били признати в продължение на много десетилетия, но метаболитната основа за анаболния отговор е неизвестна. Освен това, ролята на приема на хранителни вещества, особено на аминокиселини, за модулиране на реакцията към упражненията е до голяма степен неизследвана. И накрая, макар да е общоприето, че мускулният анаболизъм не продължава безкрайно в отговор на тренировка, механизмите, отговорни за платото на отговора, са несигурни.
Следователно през последните няколко години направихме поредица от експерименти, за да установим тези аспекти. Използвана е стабилна изотопна методология за проследяване за количествено определяне на отговора при хора.
МЕТОДИКА ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА МЕТАБОЛИЗМА НА ПРОТЕИНА
Традиционният подход за количествено определяне на скоростта на синтеза на мускулен протеин е да се прилага или болус, или постоянна инфузия на аминокиселини, белязани с радиоактивен изотоп (14 С или 3 Н) и да се определи степента на включване в мускулните протеини чрез времето. Когато тази скорост е разделена на обогатяването на прекурсора, се изчислява фракционната синтетична скорост (FSR). FSR е фракцията от протеиновия резерв или пул, която се синтезира за единица време.
Когато FSR се умножи по общото количество мускулен протеин, се изчислява абсолютната синтетична скорост. Като се има предвид, че мускулният резерв е голям по отношение на скоростта на синтез, разликите в FSR обикновено се превръщат в съответни разлики в абсолютната скорост на синтез.
Адаптирахме FSR техниката, използвайки радиоактивни проследяващи вещества, към методологията на стабилните изотопи и определихме отговора на упражненията при хора (1). Въпреки че този подход е широко използван оттогава, той е ограничен като инструмент за разбиране на реакцията към упражненията, тъй като нетната промяна в количеството мускулен протеин се определя не само от скоростта на синтез, но и чрез баланса между синтеза и степента на разбивка. Например, в нашето първоначално проучване на субекти, ходещи на бягаща пътека, FRS на мускулите е увеличен с
40%, но други показатели показват, че това не съответства на промените в нетния белтъчен баланс (1). Следователно, ние разработихме нов подход, който позволява едновременно измерване както на синтеза, така и на разграждането на мускулния протеин и по този начин измерване на нетния баланс на мускулния протеин (2). Този модел се основава на артериовенозно обогатяване и изотопни концентрации и интрамускулно обогатяване на проследяващи аминокиселини (2). Също така разработихме техника за измерване на степента на частично разграждане на мускулния протеин по начин, който може да се използва заедно с FSR за определяне на нетния баланс на мускулния протеин (3, 4). По този начин има два отделни подхода за измерване на реакцията на кинетиката на мускулните протеини (синтез, разграждане и нетен баланс) към упражненията. Като се има предвид, че много от предположенията на двата метода се различават един от друг (5), съвпадението между тях подкрепя резултатите.
РЕАГИРАНЕ НА СКЕЛЕТНАТА МУСКУЛА НА УПРАЖНЕНИЕТО НА ПРЕОЛЕЖДАНЕ
Упражнението за съпротива стимулира FSR на мускулите (6). Важно е да се подчертае, че ефектът не е очевиден само 3 часа след края на упражнението, но се запазва и на 24 и 48 часа след упражнението.
Ефектът на стимулирания FSR върху нетния баланс на мускулните протеини се отслабва от едновременното увеличаване на разграждането на протеините.
В състояние на покой и гладуване нетният баланс на мускулния протеин е отрицателен, отразявайки факта, че разграждането надвишава скоростта на синтез на мускулен протеин. След тренировка на гладно, нетният баланс на мускулния протеин се подобрява, но скоростта на разграждане все още надвишава скоростта на синтез (Фигура 1). Различни проучвания (напр. 7, 8) потвърждават, че тренировките за устойчивост сами по себе си не елиминират напълно нетното разграждане на мускулния протеин на гладно.
Тези резултати показват, че хранителните вещества са необходими за увеличаване на нетния мускулен анаболизъм в отговор на тренировка за съпротива и че той усилва реакцията на скелетните мускули, за да надхвърли наличността на аминокиселини.
НЕОБХОДИМИ СА НЕОБХОДИМИТЕ АМИНОКИСЕЛИНИ ЗА СТИМУЛИРАНЕ НА СИНТЕЗА НА МУСКУЛНИ ПРОТЕИНИ?
На нормалните доброволци са дадени четиридесет грама аминокиселини, количеството, осигурено от месния протеин. Кинетичният отговор на протеина е сравнен с този на същата аминокиселинна смес, в която липсват несъществени аминокиселини (NEAA) [т.е. 22 g NEAA + 18 g незаменими аминокиселини (EAA) спрямо. 18 g EAAs] (12). Нетният анаболен ефект на EAA не е повлиян от включването на NEAA (Фигура 3). Заключваме, че като хранителна добавка са необходими само EAA за стимулиране на синтеза на мускулен протеин. Понастоящем обаче не е известно дали ендогенният синтез на NEAA би могъл да отговаря на изискванията, ако в храната се приемат само EAA.