Дан Дж. Вайнерт

* Декан на академичните програми, Палмър колеж по хиропрактика, 1000 Brady Street, Davenport, Iowa 52803. Телефон: (563) 884-5761 (офис), (563) 884-5624 (факс)

Резюме

Заден план

Лекарите по хиропрактика често дават терапевтични упражнения и хранителни съвети на пациентите. Ролята на скелетните мускули в здравето и заболяванията е подценена. Създаването на синергия между консумацията на протеини и упражненията насърчава синтеза на протеини и може да повлияе на резултатите на пациентите.

Обективен

Да се ​​направи преглед на литературата, описваща протеиновия метаболизъм и упражненията, тъй като тя е свързана с практиката на хиропрактика в здравеопазването.

Метод

Базите данни PubMed и Web of Science бяха търсени, използвайки ключовите термини метаболизъм на протеини, синтез на протеини, упражнения, суроватка, соя и обучение на резистентност в различни комбинации. Ограниченията изключват използването на статии, които не се основават на хора, включват бебета или заболявания или са публикувани преди 1988 г. В крайна сметка са включени тридесет статии за анализ.

Дискусия

Количеството, видът и времето на консумация на протеини играят решаваща роля за насърчаване на протеиновия синтез. Вътреклетъчният механизъм зад синтеза на протеини има много взаимосвързани, интересни компоненти.

Заключение

Адаптацията към упражненията (синтез на протеини) може да бъде подобрена чрез контролиране на вида протеин, количеството консумиран протеин и времето за консумация на протеин. Лекарите по хиропрактика могат да повлияят на резултатите от пациентите, като използват емпирични доказателства за консумацията на протеини и упражненията, за да увеличат максимално синтеза на протеин.

Продължи

Données fondamentales

Les praticiens en chiropratique recommandent souvent à leurs пациентите за упражнения за терапия и съвети за хранене. На sous-estime le rôle que jouent les мускули scrilettiques dans la santé comme dans les maladies. Créer une synergie entre la consommation de protéines et l’exercice favorise la synthèse des protéines et peut avoir des répercussions chez le пациент.

Обектив

Passer en revue la documentation deccrivant le métabolisme de la protéine et l’exercice et la façon dont le tout est relié à la pratique des soins de santé en chiropratique.

Метод

В резултат на изучаването на основите на DonMees и PubMed и на Web of Science, използвайки различни мотиви от „métabolismes de la proteine”, „synthèse de la proteine”, „exercice”, „lactosérum”, „soja” и „entraînement contre съпротива »ainsi que des variantes de ces derniers. На изключителни документи не се прилагат pas aux êtres humains, ceux portant sur des enfants ou des personnes malades, ou qui avaient été publiés avant 1988. Trente documents ont été finalement include dans l’analyse.

Дискусия

Le volume, le type et le moment de la consommation de protéines jouent tous des rôles essentiels dans la promotion de la synthèse de la proteine. Le mécanisme intracellulaire à l’origine de la synthèse de la protéine a plusieurs kompozantes intéressantes, qui sont interreliées.

Заключение

Une адаптация à l’exercice (synthèse de la protéine) peut être améliorée en limitant le type de protéines, le volume des protéines consommées et le moment de la consommation des protéines. Les chiropraticiens peuvent avoir une incidence sur les résultats pour le пациент en utilisant une preuve empirique sur la consommation des protéines et l’exercice pour maximiser la synthèse des protéines.

Въведение

Метод

Търсенето на литература включваше използването на бази данни Web of Science и PubMed. При търсенето бяха използвани множество комбинации от следните ключови думи: метаболизъм на протеини, синтез на протеини, упражнения, суроватка, соя и тренировки за устойчивост. Това доведе до първоначален добив от няколкостотин хартии. Когато търсенето беше ограничено до проучвания с хора, с изключение на тези, които се занимават с кърмачета или заболявания (напр. ХИВ) и тези статии, публикувани преди 1998 г. (освен ако съдържанието им не беше много важно и важно за установяване на редица доказателства), крайният добив беше тридесет статии по тази тема.

Дискусия

Основната цел на този преглед е да опише метаболизма на протеините и упражненията, тъй като те са свързани с практиката на хиропрактика в здравеопазването. Гръбначният стълб не се състои само от кост. Скелетните мускули играят ключова роля в осигуряването на гръбначния стълб с подкрепа, движение, проприоцепция и издръжливост. Когато пациентите се занимават с упражнения, независимо дали са аеробни или съпротивителни, мускулите се разграждат и възстановяват протеина в отговор на стимула. Съществуват нови емпирични доказателства, които могат да оптимизират връзката между стимул и реакция. Както беше посочено по-рано, повечето лекари по хиропрактика включват упражнения и хранене на практика. Разпознаването и прилагането на емпирични доказателства за това как видът, времето и количеството на приема на протеини влияят на адаптацията може да помогне на лекарите и пациентите да постигнат оптимални резултати.

Значение на скелетните мускули

Тази статия описва въздействието на храненето и упражненията върху синтеза на протеини. Упражнението за съпротива е мощен сигнал, който може да се увеличи с количеството, времето и вида на консумирания протеин. Механизмът зад синтеза на протеини е сложен и завладяващ. По-пълното разбиране на тази тема може да позволи на лекаря по хиропрактика да разработи по-ефективни стратегии за увеличаване или запазване на скелетните мускули през целия живот.

Упражнение за устойчивост, хранене и синтез на протеини

Както протеиновият анаболизъм, така и катаболизмът са очевидни след тренировка за резистентност. И все пак, ако храненето отсъства след тренировка, синтезът на протеини може да бъде намален или липсва. Количеството консумация на протеин е важно съображение за увеличаване на скоростта и продължителността на протеиновия синтез. Borsheim и сътр. 9 показа, че 6 gm смесени аминокиселини повишават синтеза на протеин след тренировка. В същия експеримент 6 gm незаменими аминокиселини удвояват протеиновия синтез, което кара изследователите да стигнат до заключението, че не са необходими несъществени аминокиселини за насърчаване на протеиновия синтез. Ролята на несъществени аминокиселини в синтеза на протеини остава противоречива. Cuthbertson et al. 10 показва орална доза от 10 gm незаменими аминокиселини, максимално стимулира синтеза на протеини и предполага, че това би се случило чрез ядене на еквивалент на 6 унции месо, риба, яйца или мляко в едно хранене. Phillips et al. 11 заяви, че 25 gm качествен източник на протеин (млечни продукти, месо и яйца) съдържа приблизително 10 gm незаменими аминокиселини и трябва максимално да стимулира протеиновия синтез след тренировка.

Време на консумация на протеин

Времето на консумация на протеин е критично за увеличаване на протеиновия синтез. Непосредствената консумация на протеин след тренировка стимулира синтеза на протеини, докато чакате само 2 часа след упражнението, притъпяваща реакцията. 8 Rasmussen et al. 7 установиха повишен протеинов синтез при тези, консумиращи 6 gm незаменими аминокиселини след тренировка в сравнение с контролната група. Протеинът се консумира 1 или 3 часа след тренировката. За разлика от Esmark et al., 8 не е имало разлика в скоростите на синтез на протеин в 1- или 3-часовите групи след тренировка. Tipton et al. 12 установи по-голям анаболен отговор, когато се консумира въглехидратна и протеинова напитка преди тренировка, отколкото ако се консумира непосредствено след тренировка. В този експеримент 6 gm незаменими аминокиселини бяха консумирани от двете групи преди или след тренировка за устойчивост. Те теоретизираха, че по-големият кръвен поток и доставянето на аминокиселини до мускула по време на тренировка са причината за наблюдавания повишен синтез на протеини.

Вид протеин

Tipton et al. 17 публикува изследване, провокиращо размисъл, сравняващо способността на казеин и суроватъчен протеин да стимулират анаболизма на скелетните мускули в отговор на упражнения за съпротива. Както казеинът, така и суроватката са млечни протеини, но суроватката остава разтворима в стомаха и се изпразва по-бързо в тънките черва. Казеинът излиза по-бавно от стомаха. Те откриха повишени нива на суроватъчен протеин в плазмата и вътреклетъчните нива на левцин, по-високи от казеина или контролната група. Суроватъчният протеин увеличава вътреклетъчната концентрация на левцин със 110% 1 час след консумация. Суроватъчната група също има по-високи серумни концентрации на инсулин след консумация. Групата с казеин има 35% по-голямо усвояване на фенилаланин в сравнение с групата на суроватката. Поглъщането на фенилаланин положително корелира със синтеза на протеини. Това не беше дългосрочно проучване, което разглеждаше нарастването на мускулите. Авторите заключават, че както казеинът, така и суроватката стимулират анаболен отговор в мускулите след тренировка, но е категорично дали единият предлага предимство пред другия.

Типичното измерване на протеиновия синтез обикновено включва внос и износ на скелетните мускули на аминокиселината, фенилаланин. 18 Скелетните мускули имат способността да окисляват шест аминокиселини (левцин, изолевцин, валин, аспартат, аспарагин и глутамат). Вносът на тези аминокиселини не е пряко свързан с добавянето им в протеиновата структура. Фенилаланинът е основна аминокиселина, която мускулите не могат да окисляват. Приемането и включването му в мускулите се счита за точен индикатор за синтеза на мускулен протеин. 18.

Вътреклетъчно сигнализиране

Резултатите от Tipton et al. 17 откриват сложна дискусия относно вътреклетъчната сигнализация и синтеза на протеини. Левцинът, намиращ се в по-големи количества в суроватъчния протеин, не е просто градивен елемент в синтеза на протеини, а важен вътреклетъчен сигнал, насочващ скелетните мускули към транслация на протеини. Пълният преглед на вътреклетъчната сигнализация е извън обхвата на този преглед; Proud 19 обаче предоставя по-задълбочен преглед на механизмите, участващи в клетъчния протеинов синтез. По-долу е даден кратък поглед върху потенциалните сигнали за увеличаване на протеиновия синтез в скелетните мускули. Три ключови компонента на сигнализирането включват: енергийното състояние на мускулната клетка, инсулинът и аминокиселината левцин (фигура 1).

протеини

Ключови компоненти на вътреклетъчното сигнализиране

Промените в скоростта на синтеза на протеини започват преди промени в съдържанието на иРНК. 20 Това предполага, че посттранскрипционният механизъм играе преобладаваща роля в активирането на протеиновия синтез. Променливите, засягащи транскрипцията, са много, но енергийният заряд на клетката, инсулинът и левцинът изглеждат много важни. По време на тренировка енергийният заряд на клетката или изобилието от АТФ (аденозин трифосфат) се намалява. Целта на бозайниците на рапамицин (mTOR) се разглежда като „главен регулатор“ на транслацията в клетката. 19 Има 2 типа mTOR субединици: mTORC1 и mTORC2. Когато нивата на АТФ са намалени, се активира AMP активирана протеин киназа (AMPK). AMPK фосфорилира посредническа молекула (TSC2), която изключва mTORC1 сигнализирането. Bolster et al. 21 са показали отрицателна корелация между активирането на AMPK и фосфорилирането на mTOR и други ключови сигнални молекули (S6K1 и 4E-BP1).

Намаляването на клетъчните нива на АТФ намалява синтеза на протеин в клетката. Това изглежда има смисъл, тъй като синтезът на протеини изисква много енергия. Добавянето на 1 аминокиселина по време на процеса на транслация изисква разграждането на 4 молекули АТФ. 19 Синтезът на протеини може да изисква приблизително 485 килокалории на ден при мускулести, млади мъже и приблизително 120 килокалории на ден при активна възрастна жена. 3 След добър нощен сън без консумация на храна, протеиновият синтез се намалява с 15–30 процента. 22 Храненето на клетки след тренировка им позволява да поддържат висок енергиен заряд и да насърчават непрекъснатия синтез на протеини.

Упражнението за съпротива променя енергийния статус на скелетните мускули. Koopman et al. 23 документирани промени в нивата на мускулен гликоген и липиди след тренировка за устойчивост. Еднократно упражнение на съпротива намалява нивата на мускулен гликоген както във влакна тип I, така и в тип II. В експеримента 8 серии от 10 повторения на преси за крака, последвани от 8 серии от 10 повторения на удължения на крака, намаляват съдържанието на гликоген съответно с 23, 40 и 44% във влакна тип I, IIa и IIx. Интрамускулните нива на триглицеридите (IMTG) са намалени с 27% при влакна тип I, но остават постоянни при влакна тип IIa и IIx. Нивата на IMTG на влакна от тип I се връщат към изходното ниво след 2 часа почивка след тренировка. Влакната тип II са отговорни за по-голямата част от хипертрофията, наблюдавана след тренировка за съпротива. 24, 25 Те също страдат от по-голямо изтичане на енергия по време на упражнения за съпротива. Храненето и наличността на вътреклетъчна енергия оказват значително влияние върху метаболизма на мускулните протеини.

Консумацията на въглехидрати и секрецията на инсулин играят индиректна роля в синтеза на скелетни мускулни протеини. Инсулинът активира пътя на фосфоинозитол-3-киназата (PI3K), който кара протеинът за транспортиране на глюкоза на скелетните мускули (GLUT4) да се транслоцира до сарколемата и следователно позволява на глюкозата да влезе в клетката. Накратко, инсулинът допълва глюкозата за клетката. В рамките на PI3K пътя се активира протеин (Akt), който стимулира mTOR. Akt също фосфорилира и инактивира гликоген синтаза киназата (GSK-3), което позволява активирането на еукариотния фактор на иницииране 2B (eIF2B). Както mTOR, така и eIF2B стимулират протеиновия синтез. И все пак, повишените нива на инсулин не увеличават синтеза на протеин при липса на високи концентрации на аминокиселини. 27 Biolo et al. 27 предположи, че предишни експерименти не са показали повишен протеинов синтез в отговор на инсулин, тъй като инсулинът изчиства кръвните аминокиселини в други клетъчни типове, създавайки хипоаминоацидемия по време на опитите. В присъствието на хипераминоацидемия изглежда, че инсулинът насърчава синтеза на протеини, като подпомага навлизането на аминокиселините в клетките и чрез тангенциално сигнализиране в резултат на PI3K пътя.

Левцинът е вероятно най-влиятелната аминокиселина по отношение на синтеза на скелетни мускулни протеини. Аминокиселините, особено левцин, стимулират секрецията на инсулин от β клетките на панкреаса. 28 В черния дроб липсват аминотрансферази с разклонена верига и поради това липсва способността за значително окисляване на аминокиселини с разклонена верига, включително левцин. Консумацията на аминокиселини с разклонена верига води до повишени нива на левцин в кръвта, достигащи периферни тъкани, включително скелетните мускули. Левцинът директно стимулира mTOR, както и индиректно стимулира mTOR чрез промотирането му на инсулиновата каскада. 22 The Tipton et al. Откриването, че суроватъчният протеин значително увеличава плазмата и интрамускулния левцин, може да обясни потенциалния анаболен ефект от консумацията на суроватка. Консумацията на суроватъчен протеин повишава левцина; левцин директно и индиректно стимулира протеиновия синтез чрез mTOR.

За да постигнат най-добрия отговор на упражненията, лекарите по хиропрактика трябва да разпознават времето на консумация на протеин, вида на консумирания протеин и количеството консумиран протеин играят съществена роля в насърчаването на адаптацията чрез синтеза на протеин.

Прекомерна консумация на протеин

Опасенията от прекомерна консумация на протеини са валидни. Дезаминирането на аминокиселини води до производството на амоняк. Амонякът е токсичен, особено за централната нервна система. Основният път за отделяне на амоняк е създаването и отделянето на урея. Възможно е да се консумира протеин, надвишаващ способността на организма да се справи с него. Rudman et al. 29 установи, че максималната скорост на екскреция на урея е 55 mg урея N • h −1 • kg −0,75. В своя преглед на хранителния прием на протеини при хора, Bilsborough и Mann 30 заявяват, че 80-килограмов човек може да дезаминира до 301 грама протеин на ден. При нивата, цитирани преди това 7, 9, 11 като предизвикващи максимални скорости на протеинов синтез, количества, по-големи от 300 gm на ден, биха били абсолютно ненужни. И все пак, Phillips 11 et al. прегледът на излишната консумация на протеини не намира смразяващи резултати за консумация до 3 gm протеин на килограм телесна маса. Повече диетични протеини са свързани с повишена пикова костна маса, но не са свързани с прогресивно намаляване на бъбречната функция. Продължаващите изследвания относно излишната консумация на протеини са оправдани, но само погрешните разсъждения биха стигнали до заключението за нужда от над 300 gm дневен протеин.

Заключение

Емпирични доказателства подчертават важната роля, която консумацията на протеин играе за стимулиране на протеиновия синтез след упражнения за резистентност. Множество източници на протеин насърчават протеиновия синтез след тренировка, но само тези с незаменими аминокиселини повишават синтеза. Явно млечните протеини са по-ефективни от соевите протеини. 15 Суроватъчният протеин може да насърчи важни промени в клетъчната сигнализация чрез способността му да повишава плазмата и вътреклетъчния левцин. 17 Суроватъчният протеин също така насърчава интрамускулното натрупване на триглицериди, като същевременно инхибира чернодробното натрупване на мазнини. 16 Консумацията на въглехидрати може да бъде важна за улесняване на вътреклетъчната сигнализация чрез инсулин и чрез повишаване и поддържане на енергийния статус на клетката. И все пак е важно да се признае, че значителен протеинов синтез е малко вероятно с добавка само с въглехидрати. Консумирането на протеини преди и след упражнението изглежда оправдано. 18 Десет грама незаменими аминокиселини или двадесет и пет грама пълноценен протеин са достатъчни, за да стимулират максимално протеиновия синтез. 11 Видът, времето и количеството протеин са всички фактори за максимизиране на мускулната маса.

Все още има какво да откриете, което ще помогне за насърчаване на здравето и благосъстоянието. Започваме да развиваме по-голяма оценка за ролята на скелетните мускули в здравеопазването. Признаването на необходимостта от създаване на синергия между упражненията и диетата е от решаващо значение. Много лекари по хиропрактика дават хранителни съвети и упражнения на пациентите. Разпознаването и прилагането на синергичната връзка между упражненията и диетата може да помогне за постигане на по-добри адаптации към упражненията. За лекарите по хиропрактика адаптацията може да се види в обективни мерки за сила, издръжливост или функционални способности на пациента.