Мадона М. Мамероу

4 Отдел по рехабилитационни науки

диетичното

Джони А. Метлер

4 Отдел по рехабилитационни науки

Кърк Л. Английски

4 Отдел за рехабилитационни науки

Шанон Л. Касперсън

6 Катедра по вътрешни болести, Медицински клон на Тексаския университет, Галвестън, Тексас; и

Емили Арентсън-Ланц

4 Отдел по рехабилитационни науки

Мелинда Шефилд-Мур

6 Катедра по вътрешни болести, Медицински клон на Тексаския университет, Галвестън, Тексас; и

Доналд К. Лайман

7 Департамент по хранителни науки и хранене на човека, Университет на Илинойс в Urbana-Champaign, Champaign, IL

Дъглас Падън-Джоунс

4 Отдел за рехабилитационни науки

5 Катедра по хранене и метаболизъм, и

Свързани данни

Резюме

Въведение

Настоящата RDA за протеини описва минималното количество протеин, което трябва да се консумира ежедневно, за да се предотврати дефицит. Въпреки че има все повече доказателства, че умерено увеличаващият се хранителен прием на протеини над 0,8 g протеин/(kg⋅d) има благоприятни ефекти върху свързаните със здравето резултати като регулиране на мускулната маса, телесния състав и функцията при всички възрастни (1–5), резултатите от дългосрочните проучвания за хранене остават до известна степен непоследователни, като няколко от тях съобщават малко или никаква полза от увеличения прием на протеин за тези специфични резултати.

Въпреки че общият дневен прием на протеин е сравнително лесен за стандартизиране и сравняване в различни проучвания, повечето изследователски усилия не са насочени към разпределението на протеина в многократните ежедневни хранения. Данните от NHANES показват, че възрастните в Съединените щати изкривяват консумацията на протеини (и енергия) към вечерята (6). Например средната консумация на протеин за възрастни на възраст ≥19 години е ∼ 3 пъти по-голяма на вечеря (38 g протеин) в сравнение със закуската (13 g протеин) (6).

Въпреки че способността на диетичните протеини да стимулират растежа и възстановяването на мускулите могат да бъдат повлияни от фактори, включително привична физическа активност, здравословно състояние, телесна маса и състав и възраст, изглежда, че едно хранене, съдържащо 30 g висококачествен протеин, максимално стимулира синтез на мускулни протеини при здрави възрастни (4, 7–10). При някои индивиди консумацията на по-големи количества диетичен протеин на хранене (т.е. ≥40 g) може допълнително да подобри нетния протеинов анаболизъм, функция както на синтеза, така и на разграждането (11). Трябва обаче да се внимава да не се надвишават дневните енергийни нужди (5, 12).

Ястия, съдържащи 30 kg/m 2, метаболитно заболяване, нисък хематокрит или хемоглобин, съдови заболявания, хипертония, сърдечни аномалии, бъбречно заболяване, скорошна загуба или наддаване на тегло, участие в програма за отслабване/упражнения, тютюнопушене и използване на анаболни стероиди . Осем здрави мъже (n = 5) и жени (n = 3) доброволци на възраст между 25 и 55 години се квалифицираха и участваха в това проучване ( маса 1 ). Всички участници бяха физически активни, но не атлетично обучени.

МАСА 1

Физически характеристики на здравите възрастни участници в изследването 1

ХарактеристикаСтойност
Възраст, y36,9 ± 3,1
Височина, m1,72 ± 0,03
Телесна маса, кг76,8 ± 2,9
ИТМ, kg/m 2 25,7 ± 0,8
Телесни мазнини, %32,2 ± 2,1
Постна маса, кг50,1 ± 2,8

Уча дизайн.

Учени диети.

Всички ястия бяха приготвени и каталогизирани от персонала за хранене на ITS-CRC, за да се контролира приема на макронутриенти и енергия на 2-те проучвани диети. За оценка на дневните енергийни нужди е използвано уравнението на Харис-Бенедикт със стандартизиран коефициент на активност 1,6. Диетите са проектирани да надвишават RDA и да отразяват широко дневната консумация на протеин в САЩ [т.е. 1,2 g протеин/(kg⋅d)] (6). Изследваните диети са изоенергетични и изонитрогенни и осигуряват общо ~ 90 g протеин/ден, но се различават в модела на разпределение. Диета 1 осигурява равномерно разпределение на протеините (ДОРИ) при всяко хранене: 30 g (закуска), 30 g (обяд) и 30 g (вечеря). Диета 2 осигурява преувеличено разпределение на изкривените протеини (SKEW): ∼10 g (закуска), 15 g (обяд) и 65 g (вечеря). Приемът на въглехидрати се поддържа постоянен, докато приемът на мазнини с диети се манипулира, за да се гарантира, че общата дневна консумация на енергия остава еднаква за всяка диета.

По време на стационарни метаболитни проучвания (ден 1 и 7), храненето се осигуряваше в 0930, 1300 и 1700 часа. Храненията на 1 и 7 ден бяха идентични. На 2–6-ия ден доброволците получиха възможността да се върнат в ITS-CRC за храна или да получат предварително опаковани ястия за вкъщи. Беше предоставен амбулаторен дневник за хранене, който документира времето на хранене, непоедените или (неодобрени) допълнителни хранителни продукти и разни бележки. Всички ястия съдържаха разнообразие от висококачествени растителни и животински източници на протеини. Въпреки че се насърчава 100% спазване на диетата, неизядените хранителни продукти от дните на метаболитно проучване и ястията в средата на седмицата (замразени и съхранявани) се връщат в метаболитната кухня на ITS-CRC и се анализират с помощта на софтуера Nutrition Data System for Research версия 2006, разработен от Nutrition Координационен център, Университет на Минесота. Примери за менюта за проучване EVEN и SKEW, предоставени на участниците по време на дните на метаболитно изследване, са представени в Допълнителни таблици 1 и 2.

Смесена скорост на фракционен синтез на мускулни протеини.

Обогатяването на плазмен и свързан и вътреклетъчен смесен мускул 1 - [пръстен-13 С6] фенилаланин се определя, както е описано по-рано (7, 20, 21). Смесената скорост на фракционен синтез на мускулни протеини (FSR) се изчислява чрез измерване на директното включване на 1 - [пръстен-13 С6] фенилаланин в протеин, като се използва моделът на прекурсорния продукт:

където Ep1 и Ep2 са обогатяванията на свързан l - [пръстен-13 С6] фенилаланин за последователни биопсии, t е интервалът от време между биопсиите, а Em представлява средното обогатяване на l - [пръстен-13 С6] фенилаланин в мускулния вътреклетъчен предшественик басейн.

Статистически анализ.

ТАБЛИЦА 2

Седемдневен среден прием на енергия и макронутриенти при здрави възрастни, които консумират диети с EVEN или SKEW разпределение на протеини 1

ХранаЕнергияПротеинПротеинВъглехидратиДебел
ккалжg/kgжж
Закуска
ДОРИ848 ± 47,831,5 ± 1,30,41 ± 0,0183,8 ± 2,843,0 ± 2,2
SKEW537 ± 34,110,7 ± 0,80,14 ± 0,0179,3 ± 7,419,7 ± 1,5
Обяд
ДОРИ820 ± 28,629,9 ± 1,60,39 ± 0,02116 ± 11,126,0 ± 1,1
SKEW683 ± 33,616,0 ± 0,50,21 ± 0,01113 ± 9,518,4 ± 1,0
Вечеря
ДОРИ727 ± 47,632,7 ± 1,60,42 ± 0,01112 ± 7,316,4 ± 1,1
SKEW1100 ± 49,363,4 ± 3,70,82 ± 0,03115 ± 9,343,6 ± 1,4
Общо дневно 2
ДОРИ2400 ± 12194,1 ± 3,71,22 ± 0,02312 ± 17,885,4 ± 4,0
SKEW2320 ± 11390,1 ± 4,61,17 ± 0,04307 ± 24,181,7 ± 3,0

Обогатяване на плазмата и мускулите

Средното обогатяване на l - [пръстен-13 С6] фенилаланин не се различава между дните на изследване (т.е. ден 1 срещу ден 7) за нито една група (P> 0,05). Обогатяванията с плазмен и мускулен вътреклетъчен l - [пръстен-13 С6] фенилаланин са представени в Фиг. 1 и Таблица 3 .

ТАБЛИЦА 3

Мускул 1 - [пръстен-13 С6] фенилаланин вътреклетъчно обогатяване в проби от мускулна биопсия на здрави възрастни на 1 и 7 ден след поглъщането на диети с ВЕЧНО или SKEW разпределение на протеини 1

Ден 1 Ден 7
ДОРИSKEWДОРИSKEW
Bx 10,048 ± 0,0040,063 ± 0,0050,061 ± 0,0040,067 ± 0,005
Bx 20,057 ± 0,0030,068 ± 0,0050,065 ± 0,0030,072 ± 0,004
Bx 30,071 ± 0,0030,078 ± 0,0070,079 ± 0,0040,077 ± 0,004

Обогатяване на плазма l - [пръстен-13 С6] фенилаланин при здрави възрастни на 1 и 7 ден от диетите с ВЕЧНО (A) или SKEW (B) разпределение на протеини. Стойностите са средни стойности ± SEM; n = 8. ДОРИ, дори равномерно разпределение на протеините дневно; SKEW, изкривено ежедневно разпределение на протеини.

Смесен синтез на мускулни протеини

Закуска: 30 срещу 10 g протеин.

По време на първоначалното метаболитно проучване (ден 1), синтезът на мускулни протеини в отговор на закуската, съдържаща 30 g протеин, е с 30% по-висок, отколкото при храненето с 10 g протеин (P = 0,006). Подобен отговор се наблюдава на 7-ия ден след диетично привикване (P = 0,002) ( Фиг. 2 ).

Двадесет и четиричасови FSR на смесени мускулни протеини при здрави възрастни на 1 и 7 ден след поглъщането на диети с разпределение на протеин EVEN или SKEW. Стойностите са средни стойности ± SEM; n = 8. * Различно от ДОРИ в този момент от време, P # Основен ефект на групата между EVEN и SKEW, P 2). Пациентите получават „разпространение“ (0800 h: 12,2 g; 1200 h: 21 g; 1600 h: 13,5 g; 1900 h: 21,2 g) или „импулсно“ (0800 h: 4,5 g; 1200: 47,8 g; 1600 h: 2,3 g; 1900 h: 10,9 g) диети за разпределение на протеини, които осигуряват похвални 1,31 g протеин/(kg⋅d). Въпреки че не са забелязани промени в силата на ръкохватката или ежедневните дейности, импулсната диета е довела до умерено, но значително подобрение в чистата маса в сравнение с диетата с „разтегнат“ протеин.

Въпреки че резултатите от изследването на Bouillanne et al. (30) повърхностно противоречат на нашите резултати, много от по-широките теми и заключения са в съответствие с нашите данни. По-конкретно, при тази хоспитализирана и потенциално устойчива на анаболи по-възрастна популация количеството протеин, консумирано при всяко хранене в групата на „разпространения/разпределен“ протеин (т.е. 12–21 g/хранене), вероятно е недостатъчно, за да стимулира оптимално синтеза на мускулен протеин в всички ястия. Продължавайки напред, може да е от голямо клинично значение да продължим да изследваме и усъвършенстваме моделите на разпределение на протеини при пациенти и популации с повишен риск от загуба на мускулна маса и функция (16, 23, 31).

В заключение, консумацията на умерено количество висококачествен протеин 3 пъти на ден осигурява по-ефективно средство за стимулиране на 24-часов синтез на мускулни протеини, отколкото обичайната практика за изкривяване на приема на протеин към вечерята. Препоръчваме умерен подход, основан на храненето към ежедневната консумация на протеини, който има предвид взаимодействието на въпроси като протеинов анаболизъм, разходи и дневна консумация на енергия.

Допълнителен материал

Благодарности

D.P.-J. и D.K.L. проектира изследването; M.M.M., J.A.M., K.L.E., S.L.C. и D.P.-J. проведено изследване; M.M.M., E.A.-L., M.S.-M. и D.P.-J. анализира данните; M.M.M., E.A.-L. и D.P.-J. написа ръкописа; и Д.П.-Ж. носеше основна отговорност за крайното съдържание. Всички автори прочетоха и одобриха окончателния ръкопис.

Бележки под линия

8 Използвани съкращения: ДОРИ, дори дневно разпределение на протеини; FSR, фракционна скорост на синтез; ITS-CRC, Институт за транслационни науки - Център за клинични изследвания; SKEW, изкривено ежедневно разпределение на протеини.