Studie analysert: The anabolic response to protein ingestion during recovery from exercise has no upper limit in magnitude and duration in vivo in humans
Introduksjon
Skjelettmuskulatur er et dynamisk vev i konstant ombygging, der muskelproteinsyntese (MPS) og nedbrytning kontinuerlig balanserer hverandre. I praksis bestemmes muskelens netto vekst eller tap av forskjellen mellom disse to prosessene. Siden MPS er mer følsom for påvirkning enn proteinnedbrytning, spiller faktorer som fysisk aktivitet og proteininntak en avgjørende rolle for å fremme muskelvekst (Phillips et al., 1997; Biolo et al., 1997). Tradisjonelt har man antatt at MPS når et metningspunkt ved inntak av 20–25 gram protein, og at større doser ikke gir ytterligere gevinst – snarere at overskuddet oksideres og dermed «sløses bort» (Moore et al., 2009; Witard et al., 2014). Denne oppfatningen har dannet grunnlaget for anbefalingen om å fordele proteininntaket jevnt utover dagen (Areta et al., 2013; Schoenfeld & Aragon, 2018). Men denne antakelsen er i stor grad basert på studier som har brukt moderate proteindoser (opp til 40–45 g), raskt fordøyelige proteinkilder, og relativt korte observasjonsperioder (typisk 4–6 timer). I denne studien utfordrer Trommelen og kolleger (2023) denne antagelsen.
Metode
Studien ble gjennomført som en randomisert, kontrollert intervensjon og inkluderte 36 friske aktive menn i alderen 18–40 år. Deltakerne ble tilfeldig fordelt til tre ulike grupper som inntok henholdsvis 0 g (placebo), 25 g eller 100 g melkebasert protein etter en styrketreningsøkt (se figur 1).
Målet med studien var å undersøke hvordan proteindoser i ulik størrelse påvirker kroppens evne til å absorbere, bruke og lagre aminosyrer med særlig fokus på muskelproteinsyntese over en utvidet periode på 12 timer etter trening.Treningsøkten bestod av helkroppsøvelser som beinpress, leg extension, nedtrekk og brystpress. Økten ble gjennomført umiddelbart før proteininntaket for å stimulere den anabole responsen. For å kunne spore hvordan proteinene fra måltidet ble brukt i kroppen, brukte forskerne intrinsisk merket melk det vil si melk fra kyr som hadde fått isotopmerkede aminosyrer. Disse merkede aminosyrene gjorde det mulig å identifisere nøyaktig hvor mye av proteinet som ble absorbert, hvordan det ble fordelt, og hvor stor andel som ble inkorporert i muskelvev. I tillegg fikk deltakerne intravenøse infusjoner av isotopmerkede aminosyrer, som gjorde det mulig å skille mellom aminosyrer fra kosten og kroppens egne (endogene) aminosyrer. Gjennom hele forsøksperioden ble det tatt gjentatte blodprøver og muskelbiopsier fra vastus lateralis. Disse prøvene ble brukt til å måle aminosyrekonsentrasjoner, tracer-berikelser og hastigheter for proteinsyntese, nedbrytning og oksidasjon i muskel og på helkroppsnivå. Ved hjelp av denne presise og omfattende metoden kunne forskerne kartlegge hvordan store proteindoser påvirker den anabole responsen både i styrke og varighet sammenlignet med mer tradisjonelle proteindoser.
Figur 1: Grafisk fremstilling av studiedesign
Hovedfunn
Resultatene fra studien viser tydelig at det ikke finnes noen absolutt øvre grense for den anabole responsen etter proteininntak. Muskelproteinsyntesen (MPS) økte i takt med mengden inntatt protein, og var både kraftigere og mer langvarig etter inntak av 100 gram sammenlignet med 25 gram. Mens MPS etter 25 gram protein var forhøyet i omtrent 4–6 timer, var responsen etter 100 gram fortsatt betydelig forhøyet etter 12 timer noe som tyder på at store måltider kan forlenge den anabole tilstanden langt utover tidligere antatt. Til tross for økt proteindose, var økningen i aminosyreoksidasjon marginal, noe som indikerer at det meste av proteinet ble brukt til oppbygging og ikke tapt som energi.
Netto proteinbalanse altså forskjellen mellom syntese og nedbrytning viste en tydelig dose-respons: jo mer protein, jo større netto oppbygging. Videre viste analysene at aminosyrene fra kosten (eksogent protein) i stor grad ble inkorporert i muskelvev, spesielt etter høyt inntak, der omtrent 27 % av proteinsyntesen kunne spores direkte tilbake til det inntatte proteinet. Det ble heller ikke observert noen negativ påvirkning på muskelens autofagisystem eller langvarig aktivering av mTOR-signalveien, noe som er viktig med tanke på bekymringer rundt «for mye protein». Samlet sett gir studien solid støtte til at store proteindoser kan gi langvarige anabole fordeler og utfordrer dermed anbefalingen om at protein må inntas i små, jevnt fordelte porsjoner gjennom dagen.
Diskusjon
Funnene fra denne studien utfordrer den tradisjonelle oppfatningen om at kroppen kun kan nyttiggjøre seg en begrenset mengde protein per måltid. Tidligere antakelser om at 20–25 gram protein er «maksimalt effektivt» for å stimulere muskelproteinsyntese, ser ut til å være en forenkling basert på korttidsstudier med moderate proteindoser. Trommelen et al. (2023) viser at større proteindoser ikke bare gir en høyere akutt respons, men at de også forlenger varigheten av den anabole tilstanden. Det mest bemerkelsesverdige er at den økte synteseaktiviteten etter 100 gram protein varte gjennom hele den 12 timer lange måleperioden. Dette antyder at kroppen absorberer og utnytter protein over langt lengre tid enn tidligere antatt. I tillegg var økningen i oksidasjon svært begrenset, hvilket indikerer at store mengder protein i liten grad går «til spille». Samtidig ble det ikke observert negative effekter på musklenes reguleringsmekanismer, som mTOR-signalering eller autofagi. Disse resultatene gir støtte til et mer fleksibelt syn på proteininntak og timing, og kan forklare hvorfor strategier som periodisk faste eller få, store måltider likevel kan opprettholde muskelmassen, forutsatt at totalproteininntaket er høyt nok. Likevel er det viktig å merke seg at studien er akutt og utført på unge, friske menn etter styrketrening. Det er derfor behov for videre forskning for å avgjøre hvordan disse funnene overføres til andre grupper, som eldre eller personer med lavere fysisk aktivitetsnivå.
Konklusjon
Studien til Trommelen et al. (2023) gir sterke bevis for at kroppen kan håndtere langt større proteindoser enn tidligere antatt, både når det gjelder absorpsjon og utnyttelse til muskeloppbygging. En dose på 100 gram protein etter styrketrening førte til en mer omfattende og langvarig anabol respons enn 25 gram, uten tegn til metning eller sløsing. Disse funnene utfordrer råd om begrenset proteininntak per måltid og støtter en mer fleksibel tilnærming til både måltidsfrekvens og dosering. For personer som ønsker å optimalisere muskelvekst eller vedlikeholde muskelmasse, kan det derfor være hensiktsmessig å tenke helhetlig på proteininntaket gjennom dagen, snarere enn å være bundet av et fast tak per måltid. Fremtidig forskning bør undersøke hvordan disse funnene overføres til ulike befolkningsgrupper og mer langvarige settinger, men denne studien markerer et viktig skritt mot å revurdere gamle dogmer innen ernæring og muskelhelse.
Praktisk betydning
For deg som trener og ønsker å maksimere muskelvekst eller opprettholde muskelmasse, viser denne studien at du ikke nødvendigvis trenger å begrense proteininntaket til 20–30 gram per måltid. Kroppen har kapasitet til å absorbere, fordele og bruke betydelig større mengder protein over tid, særlig etter styrketrening.
Det betyr at større måltider med høyt proteininnhold kan være like effektive, eller til og med mer effektive, enn mange små. Dette gir større fleksibilitet i måltidsmønsteret, spesielt for dem som foretrekker færre måltider om dagen eller følger tidsbegrenset spising. Så lenge totalproteininntaket gjennom døgnet er tilstrekkelig, kan store enkeltdoser bidra til en langvarig anabol tilstand uten at noe protein går til spille. For praktiske formål kan man derfor med trygghet innta større proteinmengder i ett måltid, særlig etter trening, uten å bekymre seg for at effekten flater ut.
Referanseliste
Areta, J. L., Burke, L. M., Ross, M. L., Camera, D. M., West, D. W. D., Broad, E. M., … & Coffey, V. G. (2013). Timing and distribution of protein ingestion during prolonged recovery from resistance exercise alters myofibrillar protein synthesis. The Journal of Physiology, 591(9), 2319–2331. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2012.244897
Biolo, G., Tipton, K. D., Klein, S., & Wolfe, R. R. (1997). An abundant supply of amino acids enhances the metabolic effect of exercise on muscle protein. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 273(1), E122–E129. https://doi.org/10.1152/ajpendo.1997.273.1.E122
Moore, D. R., Robinson, M. J., Fry, J. L., Tang, J. E., Glover, E. I., Wilkinson, S. B., … & Phillips, S. M. (2009). Ingested protein dose response of muscle and albumin protein synthesis after resistance exercise in young men. The American Journal of Clinical Nutrition, 89(1), 161–168. https://doi.org/10.3945/ajcn.2008.26401
Phillips, S. M., Tipton, K. D., Aarsland, A., Wolf, S. E., & Wolfe, R. R. (1997). Mixed muscle protein synthesis and breakdown after resistance exercise in humans. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 273(1), E99–E107. https://doi.org/10.1152/ajpendo.1997.273.1.E99
Schoenfeld, B. J., & Aragon, A. A. (2018). How much protein can the body use in a single meal for muscle-building? Implications for daily protein distribution. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 15(1), 10. https://doi.org/10.1186/s12970-018-0215-1
Trommelen, J., van Lieshout, G. A. A., Nyakayiru, J., Holwerda, A. M., Smeets, J. S. J., Hendriks, F. K., … & van Loon, L. J. C. (2023). The anabolic response to protein ingestion during recovery from exercise has no upper limit in magnitude and duration in vivo in humans. Cell Reports Medicine, 4(12), 101324. https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2023.101324
Witard, O. C., Wardle, S. L., Macnaughton, L. S., Hodgson, A. B., & Tipton, K. D. (2014). Protein ingestion after resistance exercise: effect of quantity and timing on myofibrillar protein synthesis in healthy young men. Journal of Physiology, 592(21), 5209–5222. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2014.279885