Suplementy białkowe – mechanizm działania, badania, dawkowanie

Warunkiem do budowy mięśni jest powstawanie większej ilości nowych białek (w procesie syntezy) niż sumy białek ulegającej rozpadowi. Równowaga między tymi dwoma procesami regulowana jest poprzez zmiany napięcia mięśni, aktywność fizyczną, podaż kalorii, białek i aminokwasów. Odpowiednia ilość spożywanego białka ma wpływ na aktywację szlaków sygnałowych odpowiedzialnych za nasilenie syntezy białek mięśniowych. Naukowcy oszacowali, że jednorazowa dawka 25 g białka jest wystarczająca do osiągnięcia takiej aktywności, przy czym taki sam efekt można uzyskać dodając leucynę do zaledwie 25 % poprzedniej porcji białka (6,25 g).¹

Proteiny serwatki (19,7 g) wzbogacone o leucynę (6,2 g) w badaniu przeprowadzonym przez dra Thomasa Walkera wykazały korzystny wpływ takiej suplementacji na przyrost beztłuszczowej masy ciała oraz poprawę kondycji w ćwiczeniach siłowych klatki piersiowej, jednak nie wykazały poprawy w biegu na 5 km, ani wpływu na funkcjonowanie umysłu.²

Białko serwatkowe jest produkowane z serwatki, która powstaje przy produkcji sera. Uzyskany w ten sposób suplement białka jest łatwiej przyswajalny niż białko z żywności i w ten sposób przyczynia się też do większego wyrzutu insuliny – mocniejszego niż nawet po spożyciu białego chleba.³ Insulina jest hormonem, który reguluje metabolizm węglowodanów, białek i tłuszczów oraz odgrywa dużą rolę w transporcie węglowodanów i aminokwasów (przyspieszenie działania pompy sodowo-potasowej) do komórek.

Odżywki oparte o białka serwatkowe różnią się między sobą m.in. ilością tłuszczów i węglowodanów. Najwyższą jakością charakteryzują się hydrolizaty białek serwatki, które jak się okazało efektywniej podnoszą poziom leucyny i insuliny niż np. koncentrat białka serwatki. To z kolei ma wpływ na maksymalizację syntezy białek mięśniowych.⁴

Suplementy białkowe zostały zakwalifikowane przez COMS i KMPKOl do grupy A, co oznacza, że są one rekomendowane i wartościowe badania potwierdzają ich skuteczność.⁵ 5 spośród tych badań dowiodło, że białko ma wpływ na przyrost beztłuszczowej masy ciała. Jedno z nich zostało omówione na początku artykułu².

W badaniu z 2007 roku naukowy porównywali wyniki suplementacji w 4 grupach, gdzie testowani przyjmowali odpowiednio: węglowodany z kreatyną, białko z kreatyną, samo białko, same węglowodany. Oznaczono ilość zbudowanej beztłuszczowej masy ciała, która dla podanych grup wynosiła odpowiednio: 3,7 kg, 3,4 kg, 2,3 kg i 0,7 kg.⁶ Wykazało to, że suplement białka (izolat białka serwatki) ma znacznie większy wpływ na stymulację hipertrofii mięśniowej, niż węglowodany, przy czym kreatyna ma jeszcze większe oddziaływanie w tym zakresie – szczególnie jeżeli podana jest łącznie z węglowodanami (insulina powoduje lepszy transport kreatyny do komórek mięśniowych). W trzech pierwszych grupach zauważono również znaczny (i podobny dla każdej z tych grup) wzrost siły.

Inne wartościowe badanie porównywało dwie formy odżywki białkowej – izolat białka serwatki i kazeinę w dawce 1,5 g / kg masy ciała dziennie, podczas 10 – tygodniowej próby. Okazało się, że izolat białka serwatki ma większy wpływ na stymulację przyrostu masy mięśniowej, siły i ubytek tkanki tłuszczowej. W obu grupach odnotowano przyrost beztłuszczowej masy ciała (odpowiednio 5 kg ± 0,3 kg vs 0,8 kg ± 0,4 kg) i siły, przy czym większy przyrost siły był zauważalny w grupie stosującej izolat serwatki. Dodatkowo suplementacja izolatem białka serwatki przyczyniła się do ubytku tkanki tłuszczowej (- 1,5 kg ± 0,5 kg) w odróżnieniu od kazeiny, która statystycznie spowodowała niewielki przyrost tkanki tłuszczowej (+ 0,2 kg ± 0,3 kg).⁷

W kolejnym dobrze zaplanowanym badaniu porównywano działanie białka serwatkowego z białkiem sojowym (po 1,2 g / kg masy ciała) i grupą placebo (maltodekstryna). Wykazano, że oba rodzaje białek w podobnym stopniu wpływają na przyrost beztłuszczowej masy ciała i siły podczas stosowania treningu oporowego.⁸

W ostatnim z wybranych badań naukowcy dowiedli wpływu połączenia treningu oporowego z suplementacją białkiem (15 g przed i 15 g po treningu, przez 21 tygodni) na korzystną ekspresję mRNA związaną z pobudzeniem hipertrofii mięśniowej. Zauważono także wzrost przekroju poprzecznego trenowanych mięśni.⁹

Za najszybciej absorbowany rodzaj odżywki białkowej uznawany jest hydrolizat białka serwatki. Produkt ten w trakcie produkcji został poddany trawieniu enzymatycznemu (hydrolizacja – trawienie wstępne), co za sprawą enzymów proteazy, skutkuje rozbiciem łańcuchów aminokwasów (polipeptydów). Taki sam proces w naturalnych warunkach ma miejsce w żołądku i jelicie cienkim. Trawienie peptydów prowadzi do ich rozpadu do postaci oligopeptydów, które są łatwo przyswajane (składają się z nie więcej niż 10 aminokwasów).¹⁰ Ma to szczególne znaczenie w aspekcie regeneracji powysiłkowej, kiedy dostarczenie aminokwasów do mięśni hamuje katabolizm i nasila anabolizm tkanki mięśniowej. Dipeptydy (2 aminokwasy) i tripeptydy (3 aminokwasy) są bardzo szybko absorbowane w jelicie cienkim, skąd dostają się do krwioobiegu, a następnie do mięśni.

Naukowcy z uniwersytetu w Minnesocie (Dr Joel Pins i Joseph Keenan) dowiedli także, że suplementacja hydrolizatem serwatki w dawce 20 g dziennie, w ciągu 6 tygodni doprowadziła do obniżenia skurczowego ciśnienia krwi o średnio 8,0 mmHg i rozkurczowego i średnio 5,5 mmHg, a także do obniżenia cholesterolu LDL i białka c-reaktywnego.

Badania przeprowadzone na uniwersytecie w Toronto potwierdziły hipotezę o wpływie odżywki białkowej na hamowanie nadmiernego apetytu i kontrolę poziomu cukru we krwi. Spożycie białka serwatkowego przed posiłkiem zmniejszyło objętość spożytego posiłku i ilość wydzielonej insuliny. Im większa dawka suplementu białkowego była podana (10 – 40 g), tym mniej pokarmu zjadali badani.¹¹ Biorąc pod uwagę zaistniałe efekty, można stwierdzić, że białka serwatkowe (hydrolizat, izolat, koncentrat białka serwatki) mogą być narzędziem pomocnym w kontrolowaniu wagi i wpływać pozytywnie na stan zdrowia zarówno zawodników, jak i ludzi nie związanych ze sportem. Białko serwatki stymuluje również układ immunologiczny, za sprawą zawartości przeciwciał co przekłada się na utrzymanie zdrowia sportowca.¹²

Źródła:

1. Churchward-Venne T., Burd N., Mitchell C., West D., Philp A., Marcotte G., Baker S., Baar K., Phillips S. (2012): 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. The Journal of Physiology, 590: 2751-2765.
2. Walker T., Smith J., Herrera M., Lebegue B., Pinchak A., Fischer J. (2010): The influence of 8 weeks of whey-protein and leucine supplementation on physical and cognitive performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab, 20(5): 409-417.
3. Salehi A., Gunnerud U., Muhammed S., Östman E., Holst J., Björck I., Rorsman P. (2012): The insulinogenic effect of whey protein is partially mediated by a direct effect of amino acids and GIP on β-cells. Nutrition & Metabolism, 9: 48.
4. Toedebusch R., Childs T., Hamilton S., Crowley J., Booth F., Roberts M. (2012): Postprandial leucine and insulin responses and toxicological effects of a novel whey protein hydrolysate-based supplement in rats. The Journal of the International Society of Sport Nutrition, 9: 24.
5. Krzysztofiak H., Krzywański J., Frączek B., Podkowska J., Misiorowska J., Chłoń K., Parol D., Zembroń-Łacny A., Szyguła Z., Malczewska J. (2012): Wspólne Stanowisko Centralnego Ośrodka Medycyny Sportowej i Komisji Medycznej Polskiego Komitetu Olimpijskiego: Stosowanie suplementów diety i żywności funkcjonalnej w sporcie. Rekomendacje dla polskich związków sportowych. 11-13, 15-19, 22-27.
6. Cribb P., Williams A., Stathis C., Carey M., Hayes A. (2007): Effects of whey isolate, creatine, and resistance training on muscle hypertrophy. Med Sci Sports Exerc, 39(2): 298-307.
7. Cribb P., Williams A., Carey M., Hayes A. (2006): The effect of whey isolate and resistance training on strength, body composition, and plasma glutamine. Int J Sport Nutr Exerc Metab, 16(5): 494-509.
8. Candow D., Burke N., Smith-Palmer T., Burke D. (2006): Effect of whey and soy protein supplementation combined with resistance training in young adults. Int J Sport Nutr Exerc Metab, 16(3): 233-44.
9. Hulmi J., Kovanen V., Selänne H., Kraemer W., Häkkinen K., Mero A. (2009): Acute and long-term effects of resistance exercise with or without protein ingestion on muscle hypertrophy and gene expression. Amino Acids, 37(2): 297-308.
10. Chrzanowski F. (2011): Pod lupą… hydroizat białka serwatkowego. Muscular Development, 2: 70.
11. Akhavan T, Luhovyy B, Brown P., Cho C., Anderson H. (2010): Effect of premeal consumption of whey protein and its hydrolysate on food intake and postmeal glycemia and insulin responses in young adults. The American Journal of Clinic Nutrition, 91: 966-975.
12. Kennedy R. (2006): Bodybuilding. Sterling Publishing Co, New York.

Autorem  powyższego artykułu jest Patryk Bielawski. Wszelkie prawa zastrzeżone. Kopiowanie, powielanie i wykorzystywanie bez zgody autora zabronione.