Προσαρμογή (adaptation)
Ένα εύλογο ερώτημα το οποίο προκύπτει από τις προηγούμενες έρευνες είναι το εξής: Πώς γίνεται το ισοζύγιο αζώτου να "παίζει" τόσο πολύ, αλλά η μυϊκή μάζα του σώματος να μην παίρνει χαμπάρι; Η απάντηση έχει δοθεί ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του 80 από τους Butterfield και Calloway [10].
Οι ερευνητές αυτοί δουλέψαν με έξι άντρες και χρησιμοποίησαν διάφορες περιόδους εναλλαγής άσκησης (ελαφριά, έντονη) και δίαιτας (ισοθερμιδική, υπερθερμιδική), με διάφορες ποσότητες πρωτεΐνης. Τα συμπεράσματά τους ήταν ότι η σωματική δραστηριότητα επηρεάζει το μεταβολισμό αζώτου και αρνητικά (αυξάνοντας την απέκκριση αζώτου με τα ούρα και τα κόπρανα), αλλά και θετικά (αυξάνοντας την πιο αποδοτική χρήση της διαιτητικής πρωτεΐνης στον οργανισμό). Εν ολίγοις, το συμπέρασμα λοιπόν ήταν ότι η γυμναστική με βάρη προκαλεί καλύτερη διαχείριση της προσφερόμενης πρωτεΐνης, είτε σε ισοθερμιδική, είτε σε υπερθερμιδική δίαιτα! Με λίγα λόγια, ένας που κάνει βάρη ουσιαστικά μπορεί να χρειάζεται λιγότερη πρωτεΐνη από κάποιον που κάνει καθιστική ζωή. Τα αποτελέσματα των ερευνών των Lemon και Tarnopolsky [3-6] έδειξαν ακριβώς αυτό το πράγμα, ότι δηλαδή κάποιος ο οποίος έκανε βάρη τρώγοντας μόλις το RDA των 0.8 g/kg/d, έχανε άζωτο όχι επειδή έχανε μυϊκή μάζα, αλλά επειδή ο οργανισμός του προσαρμοζόταν στο να χρησιμοποιεί πιο αποδοτικά την προσφερόμενη πρωτεΐνη, και άρα αποβάλλοντας όση περίσσευε. Οι υπόλοιπες δύο ομάδες που λάμβαναν υψηλότερη ποσότητα πρωτεΐνης, απλά αναπλήρωναν αριθμητικά τη διαφορά αυτής που εκκρινόταν, αλλά αυτό δεν φάνηκε τελικά να παίζει κάποιο άλλο ρόλο στην απόκτηση μυϊκής μάζας. Ήταν άλλωστε μια ακόμα ένδειξη ότι η πρωτεΐνη αυτή χρησιμοποιείται ως καύσιμο (δηλαδή όπως και οι υδατάνθρακες), παρά ως δομικό συστατικό των μυών. Οι μύες φτιάχνονται από αμινοξέα και πρωτεΐνες, αλλά από πολύ λιγότερα από όσα νομίζουμε.
Οι μελέτες του Rennie
Η έννοια της προσαρμογής έχει υποστηριχθεί πολύ από τον καθηγητή Michael Rennie, ο οποίος έχει δημοσιεύσει πληθώρα εργασιών στο θέμα των πρωτεϊνών.[11-12] Ίσως η πιο ενδιαφέρουσα εργασία του έχει δημοσιευθεί το 2005 η οποία αποτελεί και σύνοψη της δουλειάς που έχει γίνει στο πεδίο των πρωτεϊνών τα τελευταία χρόνια [11]. Θα αναφέρω τα πιο σημαντικά σημεία της δουλειάς του:
α) Η λεγόμενη "ανακύκλωση πρωτεϊνών" (protein turnover) στο σώμα, μπορεί να χωριστεί σε δύο διαφορετικές διαδικασίες, α) στο μυϊκό αναβολισμό, δηλαδή στο χτίσιμο νέων μυών, και β) στο μυϊκό καταβολισμό, δηλαδή στην μερική καταστροφή των μυών για παραγωγή αμινοξέων. Οι δύο διαδικασίες αυτές εκτελούνται ταυτόχρονα στον οργανισμό, και το ποια υπερισχύει σε κάθε περίπτωση ορίζει το τελικό αποτέλεσμα που μπορεί να είναι θετικό (αύξηση μυϊκής μάζας), αρνητικό (απώλεια μυϊκής μάζας) ή μηδενικό (συντήρηση μυϊκής μάζας).
β) Το συστατικό των τροφών που οδηγεί σε αύξηση της μυϊκής σύνθεσης (μυϊκό αναβολισμό) είναι τα αμινοξέα των πρωτεϊνών στις τροφές (προφανώς). Από τα αμινοξέα αυτά, σημαντικότερο ρόλο στη μυϊκή σύνθεση, είναι τα αμινοξέα διακλαδιζόμενης αλυσίδας (BCAA), και κυρίως από αυτά, το αμινοξύ λευκίνη.
γ) Αύξηση της ποσότητας της αμινοξέων (πρωτεΐνης) δεν αυξάνει την ταχύτητα της μυϊκής σύνθεσης. Η ταχύτητα της μυϊκής σύνθεσης αυξάνεται ακόμα και με μικρή παρουσία βασικών αμινοξέων και ειδικά της λευκίνης. Ο μηχανισμός παραμένει άγνωστος μέχρι σήμερα, όμως έχει υποτεθεί ότι πιθανώς η λευκίνη δίνει κάποιο "έναυσμα" με το οποίο ξεκινάει η μυϊκή σύνθεση από τα ήδη υπάρχοντα ελέυθερα αμινοξέα που υπάρχουν μέσα στα κύτταρα.
δ) Ούτε στο θέμα του μυϊκού καταβολισμού φαίνεται να παίζει ρόλο η ποσότητα της καταναλισκόμενης πρωτεΐνης. Εδώ παίζει σημαντικό ρόλο η ινσουλινική απόκριση ολόκληρου του γεύματος, συμπεριλαμβανομένων των υδατανθράκων και των αμινοξέων. Κόντρα στην κοινή λογική, η ινσουλίνη φαίνεται να μην έχει τόσο σπουδαίο ρόλο στο θέμα της πρωτεϊνικής σύνθεσης, αλλά φαίνεται να διαδραματίζει βασικό ρόλο στην αντιμετώπιση του καταβολισμού.
ε) Υπάρχει ένα όριο στη συγκέντρωση των αμινοξέων στο αίμα, πέρα από το οποίο σταματάει η σύνθεση του μυϊκού ιστού. Με λίγα λόγια, όσο πιο πολύ πρωτεΐνη τρώμε, δεν σημαίνει ότι τόσο περισσότερο μυώδεις θα γίνουμε.
στ) Κατά τη διάρκεια της άσκησης, τα αμινοξέα χρησιμοποιούνται ως πηγή ενέργειας σε ποσοστό λιγότερο του 15%. Η λευκίνη και γενικά τα BCAA είναι τα προτιμητέα αμινοξέα που χρησιμοποιώνται για το σκοπό αυτό.
ζ) Μετά από άσκηση με βάρη, και για τα πρώτα 90 λεπτά που ακολουθούν, δεν παρατηρείται αύξηση της μυϊκής σύνθεσης. Από τα 90 λεπτά και μετά όμως, και για διάστημα 24 ωρών, η μυϊκή σύνθεση "βαράει κόκκινα", για να επιστρέψει στα κανονικά της επίπεδα μετά από 48 ώρες.
η) Κατανάλωση πρωτεΐνης αμέσως πριν ή αμέσως μετά την προπόνηση, μεγαλώνει ακόμα περισσότερο την αύξηση της μυϊκής σύνθεσης. Από την άλλη, κατανάλωση ινσουλινογενών τροφών (όπως π.χ. γλυκόζη) περιορίζει το μυϊκό καταβολισμό.
θ) Άσκηση στο 60%, 75%, ή στο 90% της 1RM (1 repetition maximum) προκαλεί ακριβώς την ίδια ενεργοποίηση στη μυϊκή σύνθεση αν το συνολικό φορτίο είναι το ίδιο. Αυτό σημαίνει ότι από τη στιγμή που θα στρατολογηθούν όλες οι μυϊκές ίνες του μυ που γυμνάζουμε, δεν ωφελεί σε τίποτα (από μυϊκής απόψεως) στο να δουλεύει κανείς σε πολύ υψηλές εντάσεις (άνω του π.χ. 65%).
ι) Ηλεκτρική ενεργοποίηση μυών με τρόπο που μοιάζει με άσκηση με βάρη (λίγες επαναλήψεις, μεγάλο βάρος), είτε με άσκηση αντοχής (πολλές επαναλήψεις, μικρό βάρος) έδειξε σαφή διαφορά στη μυϊκή σύνθεση υπέρ της πρώτης επιλογής. Άσκηση μικρής διάρκειας και μεγάλου φορτίου χτίζει δηλαδή περισσότερη μυϊκή μάζα από άσκηση μεγάλης διάρκειας και μικρού φορτίου.
ια) Το γενικό συμπέρασμα των Rennie και Tipton [12] είναι ότι δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι η συνηθισμένη άσκηση αυξάνει τις απαιτήσεις σε πρωτεΐνη. Μάλιστα, ο μεταβολισμός των πρωτεϊνών μπορεί να γίνει πιο αποδοτικός λόγω της άσκησης.
Πρωτεΐνη και γράμμωση
Αν και δεν φαίνεται να είναι αυξημένες οι ανάγκες του οργανισμού σε πρωτεΐνη σε περιόδους συντήρησης και όγκου, τι γίνεται στη γράμμωση που έχουμε υποθερμιδική διατροφή; Μια πρόσφατη έρευνα των Layman et al,[13] σε υπέρβαρες μεσήλικες γυναίκες έδειξε ότι οι οι γυναίκες που λάμβαναν περισσότερη πρωτεΐνη (1.6 g/kg/d) από αυτές που λάμβαναν το RDA (0.8 g/kg/d), και κάναν βάρη, διατήρησαν σχεδόν όλη την άλιπή τους μάζα κατά τη διάρκεια απώλειας λίπους. Αυτό σημαίνει ότι πιθανώς σε περιόδους γράμμωσης οι ανάγκες σε πρωτεΐνη είναι αυξημένες, αν και δεν είναι ξεκάθαρο το πόσο ακριβώς.
Συμπεράσματα
Ας προσπαθήσουμε να δώσουμε απαντήσεις στα ερωτήματα που θέσαμε στο πρώτο μέρος του άρθρου:
α) Δεν φαίνεται να υπάρχει σαφής ένδειξη ότι από την τρέχουσα βιβλιογραφία ότι όσοι κάνουν βάρη και βρίσκονται σε συντήρηση ή σε όγκο έχουν αυξημένες ανάγκες σε πρωτεΐνη. Ίσα ίσα που όσοι ήδη ασκούνται μπορεί να χρειάζονται ακόμα και λιγότερη από το RDA, επειδή ο οργανισμός τους έχει προσαρμοστεί στο να χρησιμοποιεί την παρεχόμενη πρωτεΐνη πιο αποδοτικά.
β) Είναι πολύ πιθανό ότι σε υποθερμιδικές περιόδους (γράμμωση), να απαιτείται αύξηση της πρωτεΐνης πάνω από το RDA (πιθανώς κοντά στο 1.6 g/kg/d) για τη διατήρηση της άλιπης μάζας.
γ) Καλύτερη χρήση της πρωτεΐνης για χτίσιμο μυών γίνεται κάνοντας άσκηση μικρής διάρκειας και υψηλού φορτίου. Εντάσεις ανώτερες του 65% δεν φαίνεται να δημιουργούν περαιτέρω ερέθισμα για μυϊκή ανάπτυξη.
δ) Το timing της κατανάλωσης της πρωτεΐνης παίζει σημαντικό ρόλο, καθώς οι πρωτεϊνικές ανάγκες είναι αυξημένες για τουλάχιστον 24 ώρες μετά την προπόνηση. Χρήση πρωτεΐνης ή αμινοξέων αμέσως πριν και αμέσως μετά την προπόνηση δίνει τα βέλτιστα αποτελέσματα.
ε) Τα πιο σημαντικά αμινοξέα τα οποία έχουν ρόλο "κλειδί" στον μεταβολισμό των πρωτεϊνών είναι τα αμινοξέα διακλαδιζόμενης αλυσίδας (BCAA), με κυριότερο τη λευκίνη.
στ) Η χρήση αναβολικών ανδρογόνων στεροειδών (ΑΑΣ) και δη τεστοστερόνης μειώνει επίσης τις ανάγκες σε πρωτεΐνη σύμφωνα με τους Lambert et al.[14] Ο λόγος είναι πιθανώς η χρήση εκ νέου των αμινοξέων για σύνθεση νέας μυϊκής μάζας από καταβολισμένες (διασπασμένες) πρωτεΐνες.
Ως κατακλείδα, ας σημειωθεί ότι με τα υπάρχοντα στοιχεία, δεν υπάρχει "χρυσή" ποσότητα πρωτεΐνης η οποία θα φέρει τα βέλτιστα αποτελέσματα, διότι υπάρχουν πάρα πολλοί άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν το τελικό αποτέλεσμα. Θα μπορούσε να ισχυριστεί κανείς ότι οι τιμές από 0.65 - 2.0 ή ακόμα και 3.0 g/kg/d είναι όλες "θεμιτές", σημασία έχει πώς "εκπαιδεύουμε" τον οργανισμό να λειτουργεί. Η ποσότητα πρωτεΐνης πρέπει μάλλον να βελτιστοποιείται βάσει του αν κάποιος είναι ενδόμορφος/εκτόμορφος κτλ ή βάσει ευαισθησίας στην ινσουλίνη, δηλαδή η περισσευούμενη πρωτεΐνη να παίζει το ρόλο καυσίμου χαμηλού γλυκαιμικού δείκτη - με τα γνωστά παραπροϊόντα ουρία, ουρικό οξύ και αμμωνία. Ένας που έχει χαμηλή ευαισθησία στην ινσουλίνη, είναι ενδόμορφος και έχει χαμηλή λειτουργικότητα στο θυρεοειδή, ίσως δουλέψει καλύτερα με περισσότερη ποσότητα πρωτεΐνης. Το ανάποδο θα συμβεί σε κάποιον εκτόμορφο, με καλό θυρεοειδή και αυξημένη ευαισθησία στην ινσουλίνη. Με λίγα λόγια οι ενεργειακές ανάγκες παίζουν μεγαλύτερο ρόλο μάλλον από ό,τι οι δομικές, διότι οι τελευταίες υπερκαλύπτονται από ένα πολύ μικρό ποσοστό της πρωτεΐνης που τρώμε.
Οι τροφές μπορούν πολύ άνετα να καλύψουν τις πραγματικές δομικές ανάγκες σε πρωτεΐνη, ακόμα και για όσους γυμνάζονται. Ο μόνος λόγος που κάποιος θα χρειαζόταν να χρησιμοποιήσει συμπλήρωμα πρωτεΐνης είναι για να εκμεταλλευτεί στο έπακρο την κατάσταση του οργανισμού τις μεταπροπονητικές ώρες. Με λίγα λόγια, το μόνο συμπλήρωμα που δικαιολογείται από άποψη αποδοτικότητας, είναι η χρήση μιας whey hydrolyzate/isolate ή αμινοξέων BCAA πριν και αμέσως μετά την προπόνηση λόγω της γρήγορης πέψης τους. Σε όλες τις υπόλοιπες ώρες, η χρήση άλλων πηγών όπως γαλακτοκομικά το βράδυ (λόγω καζεΐνης) και ασπράδια/κόκκινο κρέας/πουλερικό/ψάρι τις υπόλοιπες ώρες είναι αρκετή σε θέμα αποδοτικότητας.
Όσοι επιλέγουν να δουλέψουν με υψηλές ποσότητες πρωτεΐνης στη δίαιτά τους, έχουν το θετικό της αυξημένης σιτιογενούς (διαιτητικής) θερμογένεσης (TEF) των πρωτεϊνών, δηλαδή της μικρής (~10%) αύξησης των καύσεων λόγω χώνεψης, πράγμα αρκετά χρήσιμο σε περιόδους γράμμωσης. Από την άλλη, πρέπει να έχουν υπόψη τους και τα "αρνητικά" της υψηλής κατανάλωσης τα οποία αφορούν την επιβάρυνση των νεφρών και την αυξημένη ποσότητα νερού που πρέπει να πίνουν ώστε να απομακρύνεται η ουρία, το ουρικό οξύ και η αμμωνία. Τα νεφρά παρουσιάζουν δομικές αλλαγές - άλλη μια περίπτωση προσαρμογής - στη χρήση μεγάλης ποσότητας πρωτεΐνης (της τάξης του 3.0 g/kg/d), με σκοπό να ανταπεξέλθουν. Πέρα από αυτό, τέτοιες ποσότητες πρωτεΐνης δεν έχουν συσχετιστεί με προβλήματα στα νεφρά [7], εφόσον η ποσότητα νερού είναι αρκετή ώστε να απομακρύνει αυτά τα προϊόντα, και εφόσον το άτομο δεν έχει ήδη νεφρική ανεπάρκεια.
Τελειώνοντας, ας αναφερθεί ότι συνεχώς εμφανίζονται νέες μελέτες. Κανείς δεν αποκλείει ότι μπορεί αύριο να βρεθεί κάποιος παράγοντας (σε ορμονικό ή και επίπεδο RNA/DNA) που δεν έχει ανακαλυφθεί ακόμα ο οποίος ερμηνεύει (αν αυτό όντως χρειάζεται) το ότι περισσότερη πρωτεΐνη χτίζει και περισσότερη μυϊκή μάζα. Παρόλα αυτά, μέχρι τώρα όλες οι έρευνες δείχνουν προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Βιβλιογραφία
[1] League of Nations. The problem of nutrition. Report on the physiological bases of nutrition. Technical commission of the Health Committee, vol. 11. Geneva: League of Nations Publication Department, 1936.
[2] FAO/WHO, Energy and Protein Requirements, 1985. Το βιβλίο διατίθεται εντελώς δωρεάν στο επίσημο site του FAO:
[3] P. W. Lemon, M. A. Tarnopolsky, J. D. MacDougall, and S. A. Atkinson, Protein requirements and muscle mass/strength changes during intensive training in novice bodybuilders, J Appl Physiol, Aug 1992; 73: 767 - 775.
[4] M. A. Tarnopolsky, S. A. Atkinson, J. D. MacDougall, A. Chesley, S. Phillips, and H. P. Schwarcz. "Evaluation of protein requirements for trained strength athletes", J. Appl. Physiol. 73(5), 1986-1995 (1992).
[5] Lemon, P.W. "Do athletes need more dietary protein and amino acids?", Int. J. Sports Nutr. 5, s39-61 (1995).
[6] Lemon, P.W. "Is increased dietary protein necessary or beneficial for individuals with a physically active life style?", Nutri. Rev. 54, s169-175 (1996).
[7] Poortmans, J.R., Dellalieux, O. "Do regular high protein diets have potential health risks on kidney function in athletes?", Int. J. Sport. Nutr. Exerc. Metab. 10(1), 28-38 (2000).
[8] Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids (Macronutrients) (2005), Food and Nutrition Board (FNB),
[9] The Protein Debate, Berardi vs. Phillips,
[10] Butterfield, G.E.; Calloway, D.H. "Physical activity improves protein utilization in young men", Brit. J. Nutr. 51, 171-184 (1984).
[11] Rennie, M.J. "Body maintenance and repair: how food and exercise keep the musculoskeletal system in good shape", Exp. Physiol. 90, 427-436 (2005).
[12] Rennie, M.J.; Tipton, K.D. "Protein and amino acid metabolism during and after exercise and the effects of nutrition", Annu. Rev. Nutr. 20, 457-483 (2000).
[13] Layman, D.K.; Evans, E.; Baum, J.I.; Seyler, J.; Erickson, D.J.; Boileau, R.A. "Dietary protein and exercise have additive effects on body composition during weight loss in adult women", J. Nutr., 135, 1903-1910 (2005).
[14] Lambert, C.P.; Frank, L.L.; Evans, W.J. "Macronutrient considerations for the sport of bodybuilding", Sports Med. 34, 317-327 (2004).