Próg leucynowy – czyli jak budować mięśnie! 

W celu maksymalizowania syntezy białek mięśniowych musimy pamiętać o prawidłowej podaży protein (polecamy lekturę: proteiny). Białka zbudowane są z aminokwasów. Najważniejszymi z punktu patrzenia masy mięśniowej są aminokwasy egzogenne, czyli te, których organizm nie jest w stanie syntezować i musimy dostarczać je wraz z pożywieniem. Śmiało można stwierdzić, że na jednym z nich powinniśmy skupić się nieco dłużej z uwagi na unikatowe właściwości i swego rodzaju wyjątkowość.

Leucyna, bo to ona będzie bohaterką dzisiejszego artykułu, jest inicjatorem procesu syntezy białek mięśniowych. Mówiąc prościej – odpowiednie stężenie leucyny „zapala lampkę” w mięśniach, aby te rozpoczęły swój wzrost.

Krótkie przypomnienie
Zarówno podczas budowania masy mięśniowej jak i redukcji masy ciała, głównymi bodźcami determinującymi powodzenie zaplanowanej strategii żywieniowej jest spożycie odpowiedniej ilości energii i białka w ciągu doby. Niemniej jednak, istnieją inne czynniki mogące w mniejszym stopniu pretendować zawodników do uzyskania korzystniejszych zmian w obrębie masy mięśniowej, jak ilość posiłków w ciągu doby, zawartość w nich białka, egzogennych aminokwasów (EAA, ang. essential amino acids), leucyny czy kinetyka trawienia spożywanego białka.

Synteza ważniejsza niż rozpad.
Nasze muskuły są stale rozkładane i budowane na nowo. W ciągu doby przebudowie ulega 1-2% białek w naszym organizmie [1]. Bilans tkanki mięśniowej zależy od dwóch procesów zwanymi syntezą białek mięśniowych (MPS, ang. muscle protein synthesis) i rozpadem białek mięśniowych (MPB, ang. muscle protein breakdown). Z budowaniem masy mamy do czynienia, kiedy MPS dominuje nad MPB. Bliźniaczo, kiedy MPB przewyższa MPS, mamy do czynienia z mrożącym krew w żyłach katabolizmem, czyli rozpadem tkanki mięśniowej. Skoro z MPB i MPS mamy do czynienia przewlekle, to logika podpowiada nam, że w celu optymalnej budowy masy mięśniowej powinniśmy maksymalnie zahamować rozpad tkanki mięśniowej i nasilić jej syntezę.

W praktyce jest jednak nieco inaczej. Zmiany w MPS dyktowane wykonywaniem treningu i spożywaniem pokarmu są znacznie większe niż różnice w MPB w odpowiedzi na wymienione czynniki. Poprzez spożycie posiłku jesteśmy w stanie wyhamować MPB o 50% (to wartość maksymalna), co dzieje się za sprawą niewielkiego wzrostu stężenia insuliny (30 mU/l) [2]. Co ważne, wyrzut insuliny, który maksymalnie wyhamuje MPB możemy osiągnąć poprzez spożycie jedynie 25 g izolatu białka serwatkowego. Dodatek węglowodanów do takiej ilości białka w żaden sposób nie wpływa na MPB [3], dlatego w praktyce każdy posiłek w tym samym stopniu zahamuje MPB. Marząc więc o dużych muskułach powinniśmy skupić się na maksymalizacji procesu syntezy białek mięśniowych… i tutaj do gry wchodzi leucyna.

Koncepcja progu leucynowego.
Leucyna nasila syntezę białek mięśniowych bez dodatku innych aminokwasów egzogennych [4]. Znaczenie progu leucynowego ukazują dwa bardzo podobne badania. W pierwszym z nich oceniano wpływ pięciu różnych protokołów suplementacyjnych na MPS, a były to:
• 6,25 g serwatki,
• 6,25 g serwatki + 2,25 g leucyny (łącznie 3 g leucyny),
• 6,25 g serwatki + 4,25 g leucyny (łącznie 5 g leucyny),
• 6,25 g serwatki + 6g aminokwasów rozgałęzionych (BCAA, ang. branched amino acids) (łącznie 4,25 g leucyny),
• 25 g serwatki (łącznie 3 g leucyny).

Najkorzystniejszym okazały się trzy protokoły – 25 g serwatki 6,25 g serwatki + 2,25 g leucyny i 6,25 g serwatki + 4,25 g leucyny, co daje podstawy by sądzić, że dodatek leucyny do posiłku może zrekompensować suboptymalną podaż innych aminokwasów egzogennych maksymalizując tym samym syntezę białek mięśniowych [4].
W drugim badaniu ten sam autor przetestował te same protokoły i ku zaskoczeniu, 6,25 g serwatki + 2,25 g leucyny nie nasilało MPS w tym samym stopniu co 6,25 g serwatki + 4,25 g leucyny [5]. Jedyną różnicą pomiędzy pracami był fakt, że w prymarnym badaniu uczestniczy otrzymywali wyłącznie odżywkę + leucynę, a w drugim do szejka dodano jeszcze węglowodanów i tłuszczów, które mogą opóźniać wchłanianie aminokwasów i tym samym zmniejszać pik stężenia leucyny we krwi (i mięśniu) po spożytym posiłku.

Daje to podstawy by sądzić, że kinetyka wchłaniania (czyli jak szybko białko zostanie strawione i wchłonięte) może mieć wpływ na proces MPS. Potwierdził to Pennings i wsp. [6] Oceniając wpływ serwatki, hydrolizowanej kazeiny i kazeiny na odpowiedź MPS. Optymalnym wyborem okazało się białko serwatkowe charakteryzujące się wysoką zawartością leucyny i szybkim trawieniem (dzięki czemu pik był natychmiastowy i znaczący). Drugie miejsce zajęła hydrolizowana kazeina, która trawiona jest szybko lecz leucyny ma mniej niż serwatka, a brąz przypadł niezhydrolizowanej kazeinie, która nie dość, że leucyny ma niewiele, to trawi się wolno. Właśnie ten „pik” leucyny, który pozwoli zmaksymalizować MPS nazywamy progiem leucynowym. Wartość progu leucynowego jest indywidualna i zależy głównie od stopnia podejmowanej aktywności fizycznej i wieku. Młodsze osoby aktywne fizycznie potrzebują mniej leucyny niż starsze, nieaktywne. Według ISSN zawartość leucyny w każdym posiłku sportowca powinna wynosić 0,7-3 g, czyli około 20-40 g pełnowartościowego białka [7].

Suplementacja leucyną.
Tak jak w przypadku omawianych wcześniej badań [4,5], większość prac oceniających dawkę leucyny, która maksymalizuje MPS opiera się na podawaniu tegoż aminokwasu w formie suplementu, a nie posiłków o standardowej teksturze, co może zaburzać praktyczne wytyczne. Dodatkowo Murphy i wsp. [8] wykazali, że dodatek 5 g leucyny do trzech głównych posiłków u osób stosujących dietę o niskiej (0,8 g/kg mc) i wysokiej (1,2 g/kg mc) zawartości białka przyczyniał się do wzrostu MPS. Co ciekawe, różnice w MPS pomiędzy grupami o niskiej i wysokiej podaży protein były niezauważalne. Na podstawie powyższych informacji można dojść do wniosku, że suplementacja 5 g leucyny na 15-30 min przed konwencjonalnym posiłkiem może maksymalizować MPS i tym samym, hipotetycznie zwiększać zawartość masy mięśniowej. Spożycie białka w kontekście MPS ma bowiem dwie funkcje, pierwszą jest inicjacja procesu dzięki przekroczeniu progu leucynowego, a drugą dostarczenie substratów w postaci aminokwasów egzogennych do budowy masy mięśniowej.

Podsumowując, próg leucynowy jest to stężenie leucyny osiągnięte w tkance po posiłku, które maksymalnie stymuluje proces syntezy białek mięśniowych. W celu przekroczenia progu leucynowego zalecanym jest spożywanie 0,7-3 g leucyny w każdym posiłku. Istnieją przesłanki naukowe, że suplementacja leucyną na 15-30 min przed posiłkiem pomaga nasilać MPS, co hipotetycznie mogłoby się przełożyć na zwiększoną zawartość tkanki mięśniowej.

_______________________________________________________________________________________________________________________

[bg_collapse view="link" color="#92d500" icon="arrow" expand_text="Bibliografia " collapse_text="Bibliografia (zwiń)" ]

1. Welle S., Thornton C., Statt M., McHenry B., Postprandial myofibrillar and whole body protein synthesis in young and old human subjects. „Am J Physiol.” 267(4 Pt 1), 1994, 599-604.
2. Greenhaff P.L., Karagounis L.G., Peirce N. et al., Disassociation between the effects of amino acids and insulin on signaling, ubiquitin ligases, and protein turnover in human muscle. „Am J Physiol Endocrinol Metab.” 295(3), 2008, 595-604.
3. Staples A.W., Burd N.A., West D.W. et al., Carbohydrate does not augment exercise-induced protein accretion versus protein alone. „ Med Sci Sports Exerc.” 43(7), 2011, 1154-61.
4. Churchward-Venne T.A., Breen L., Di Donato D.M.et al., Leucine supplementation of a low-protein mixed macronutrient beverage enhances myofibrillar protein synthesis in young men: a double-blind, randomized trial. „Am J Clin Nutr.” 99(2), 2014, 276-86.
5. Churchward-Venne T.A., Burd N.A., Mitchell C.J. et al., Supplementation of a suboptimal protein dose with leucine or essential amino acids: effects on myofibrillar protein synthesis at rest and following resistance exercise in men. „J Physiol.” 590(11), 2012, 2751-65.
6. Pennings B., Boirie Y., Senden J.M., Gijsen A.P., Kuipers H., van Loon LJ., Whey protein stimulates postprandial muscle protein accretion more effectively than do casein and casein hydrolysate in older men. „Am J Clin Nutr.” 93(5), 2011, 997-1005.
7. Jäger R., Kerksick C.M., Campbell BI., International Society of Sports Nutrition Position Stand: protein and exercise. „J Int Soc Sports Nutr.” 20, 2017, 14-20.
8. Murphy C.H., Saddler N.I., Devries M.C., McGlory C., Baker S.K., Phillips S.M., Leucine supplementation enhances integrative myofibrillar protein synthesis in free-living older men consuming lower- and higher-protein diets: a parallel-group crossover study. „Am J Clin Nutr.” 104(6), 2016, 1594-1606. [/bg_collapse]