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Die synergistischen Wirkungen der Aminosäurezufuhr und des Widerstandstrainings auf die Proteinsyntheseraten der Skelettmuskulatur (MPS) sind inzwischen gut beschrieben (Übersicht siehe: ). Der Verzehr von Aminosäuren aus der Nahrung nach dem Widerstandstraining stimuliert einen Anstieg der MPS und ist notwendig, um die Netto-Proteinbilanz (definiert als MPS minus Muskelproteinabbau (MPB)) von negativ (Netto-Proteinverlust) auf positiv (Netto-Proteingewinn) zu verändern. Bei gesunden Menschen sind die fütterungsbedingten Veränderungen der MPS im Laufe eines Tages ~3-5 mal größer als die messbaren Veränderungen des MPB, was zeigt, dass die MPS sehr reaktionsschnell und reguliert ist und die Haupttriebkraft für Veränderungen der Netto-Proteinbilanz der Muskeln darstellt. Daraus folgt, dass für chronische Erhöhungen der Netto-Muskelproteinbilanz, die zu einer Zunahme der Muskelmasse führen, Veränderungen der MPS von großer Bedeutung sind. Wir behaupten nicht, dass die MPB ein trivialer biologischer Prozess ist; die MPB trägt zur Aufrechterhaltung des intrazellulären Aminosäurespiegels bei und spielt wahrscheinlich eine Rolle bei der Aufrechterhaltung der Muskelproteinqualität, indem sie geschädigte Proteine entfernt und es ermöglicht, dass ihre Aminosäurebestandteile für die Synthese neuer funktioneller Muskelproteine verwendet werden können. Folglich schlagen wir vor, dass Ernährungsmaßnahmen, die die MPS verbessern, von großem wissenschaftlichem und klinischem Interesse sein könnten, um eine positive Muskelproteinbilanz und einen eventuellen Aufbau von Muskelprotein zu fördern. Darüber hinaus könnten diese Maßnahmen für Sportler von Interesse sein, die die adaptive Reaktion der Skelettmuskulatur auf chronisches Training verbessern wollen. Aktuelle Forschungen haben gezeigt, dass Faktoren wie die Dosis des aufgenommenen Nahrungsproteins/der essenziellen Aminosäuren (EAA), die Proteinquelle (z. B. Molke, Soja, mizellares Kasein) und der Zeitpunkt der Protein-/EAA-Aufnahme das Ausmaß (und möglicherweise die Dauer) der MPS als Reaktion auf Ernährung und Widerstandstraining beeinflussen. Andere Forschungsarbeiten konzentrierten sich auf die Fähigkeit, die MPS durch die Bereitstellung erhöhter Mengen von Leucin oder Arginin in einer aminosäurehaltigen Lösung zu verbessern. Schließlich wurde auch dem Einfluss des Verzehrs gemischter Makronährstoffe auf den Muskelproteinstoffwechsel Aufmerksamkeit geschenkt. Ziel dieser Übersicht ist es, die ernährungsbedingte Regulierung der menschlichen MPS zu erörtern und einen aktuellen Überblick über Ernährungsstrategien zu geben, die dazu dienen können, die MPS bei der Ernährung und beim Widerstandstraining zu maximieren.

Neudefinierung des „Fensters des anabolen Potenzials“ nach dem Widerstandstraining

Obwohl der durch Aminosäuren vermittelte Anstieg der MPS vorübergehend ist und höchstens ein paar Stunden anhält, führt die mit intensivem Widerstandstraining verbundene kontraktile Aktivität zu erhöhten MPS-Raten, die bei jungen Teilnehmern im nüchternen Zustand für ~48 Stunden aufrechterhalten werden. Es ist nun eindeutig erwiesen, dass die unmittelbare Zufuhr von Aminosäuren nach dem Training eine wirksame ernährungsbasierte Strategie ist, um die MPS über die beim Training allein beobachteten Raten hinaus zu steigern. Die Bedeutung einer frühzeitigen Proteinzufuhr nach dem Training ergibt sich aus der Tatsache, dass die MPS unmittelbar nach dem Training am stärksten ansteigt (ca. 100 bis 150 % über dem Grundumsatz), so dass die synergistischen Effekte von Training und Ernährung auf die MPS in diesem Zeitraum wahrscheinlich am größten sind. Da ein Widerstandstraining die MPS jedoch bis zu ~48 Stunden lang erhöht, würde der Verzehr von Aminosäuren aus der Nahrung 24-48 Stunden nach der Erholung vom Training wahrscheinlich dieselben synergistischen Effekte auf die MPS haben wie die, die beobachtet werden, wenn Aminosäuren unmittelbar nach dem Widerstandstraining zugeführt werden. Wie in Abbildung 1 dargestellt, ist die synergistische Verstärkung der bereits bestehenden, durch das Widerstandstraining induzierten Erhöhungen der MPS durch die Zufuhr von Proteinen unmittelbar nach dem Training am stärksten und lässt mit der Zeit nach, kann aber noch bis zu 48 Stunden später vorhanden sein. Wir haben kürzlich gezeigt, dass die Verabreichung von 15 g Molkenprotein, einer nicht optimal wirksamen Proteindosis zur Maximierung der MPS, ~24 Stunden nach einer akuten Widerstandsübung zu einer stärkeren Stimulierung der myofibrillären (kontraktilen Proteine der Skelettmuskulatur) Proteinsynthese führt als die gleiche Dosis in Ruhe (Abbildung 2). Die Wirkung der erhöhten Empfindlichkeit gegenüber der Proteinzufuhr, die durch ein 24 Stunden zuvor durchgeführtes Widerstandstraining ausgelöst wurde, war jedoch unabhängig von der Menge des gehobenen Gewichts. Das Widerstandstraining wurde mit einer relativ hohen Belastung (90FAIL) oder einer niedrigen Belastung (30FAIL) durchgeführt, aber beide Programme wurden bis zur willentlichen Ermüdung durchgeführt. Unabhängig von der Trainingsbelastung war das Endergebnis also eine ähnliche Steigerung der Muskelfaserrekrutierung. Zukünftige Forschungen sollten untersuchen, ob es altersbedingte Unterschiede in der Fähigkeit des Widerstandstrainings gibt, eine erhöhte Empfindlichkeit der MPS auf die Einnahme von Proteinen zu vermitteln, wenn diese ~24 Stunden nach dem Training konsumiert werden, und ob dieser Effekt von der Art des konsumierten Proteins beeinflusst wird, da diese Ergebnisse für ein besseres Verständnis der Faktoren, die am altersbedingten Muskelabbau beteiligt sind, relevant wären.

Die Nährstoffzufuhr über Nacht kann auch eine wirksame Ernährungsstrategie zur Stimulierung der MPS darstellen und somit das „Fenster der anabolen Möglichkeiten“ vergrößern, indem sie eine größere Netto-Muskelproteinbilanz im Verlauf von 24 Stunden fördert. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass die MPS-Raten über Nacht recht niedrig sind, aber sowohl die intragastrische Eiweißzufuhr während des Schlafs als auch die orale Eiweißzufuhr nach dem Widerstandstraining unmittelbar vor dem Schlafengehen führen zu einer normalen Eiweißverdauung und -absorptionskinetik sowie zu einer nächtlichen Stimulation der MPS. Daher sind wir der Meinung, dass eine richtig geplante Protein-/EAA-Zufuhr nicht nur unmittelbar nach, sondern bis zu ~24 Stunden nach dem Training als Ernährungsstrategie sorgfältig in Betracht gezogen werden sollte, um die trainingsinduzierten MPS-Raten maximal zu stimulieren.

Mechanismen, die der erhöhten Empfindlichkeit der Skelettmuskulatur nach dem Training zugrunde liegen

Aminosäuren und Insulin sind wichtige nährstoffregulierte Effektoren der MPS und MPB, und neuere Arbeiten haben die molekularen Wege beleuchtet, die an der Regulierung der durch Aminosäuren und Kontraktion induzierten Zunahme der MPS beteiligt sind. Eine umfassende Übersicht über die molekulare Regulierung der MPS als Reaktion auf Ernährung und Bewegung würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, ist aber an anderer Stelle zu finden. Die Proteinkinase mTORC1 dient als kritischer Integrationspunkt für eine breite Palette von Signalen, die die MPS fördern, einschließlich Aminosäuren aus der Nahrung und Muskelkontraktion. Insbesondere reguliert mTORC1 die MPS durch Phosphorylierung von nachgeschalteten Proteineffektoren wie p70S6k und 4E-BP1, die an der Translationsinitiierung der MPS beteiligt sind. Darüber hinaus blockiert die Blockierung der mTOR-Aktivität mit dem Medikament Rapamycin sowohl die Kontraktion als auch den EAA-vermittelten Anstieg der menschlichen MPS, was die Bedeutung dieser Kinase für die Regulierung der MPS belegt. Bislang haben mehrere Studien gezeigt, dass die Bereitstellung von Aminosäuren nach einem Widerstandstraining und der anschließende Anstieg der MPS mit einer verstärkten Phosphorylierung von Komponenten der mTOR-Signalkaskade verbunden sind, die über den Werten liegt, die nach einem Training ohne Nährstoffe beobachtet werden. Es wurde jedoch bereits über eine Dissoziation zwischen direkten Messungen der MPS-Raten und dem Ausmaß der Phosphorylierung von anabolen Muskel-Signalmolekülen berichtet. Darüber hinaus ist nicht genau bekannt, wie Aminosäuren mTORC1 aktivieren können, um die MPS zu erhöhen, obwohl MAP4K3, das vakuoläre Sortierprotein 34 (Vps34) und die Rag-GTPasen Signalproteine sind, die als „Sensoren“ für Aminosäuren in Frage kommen und in der Lage sind, auf Veränderungen der Aminosäurekonzentration mit anschließender Aktivierung von mTORC1 zu reagieren. Darüber hinaus wurde berichtet, dass die mRNA-Expression ausgewählter Aminosäuretransporter der Skelettmuskulatur wie LAT1 (SLC7A5), SNAT2 (SLC38A2), CD98 (SLC3A2) und PAT1 (SLC36A1) nach EAA-Aufnahme und Widerstandstraining in der menschlichen Skelettmuskulatur erhöht ist. Diese Transporter spielen möglicherweise eine wichtige Rolle bei der Regulierung des menschlichen Muskelproteinstoffwechsels, da sie in der Lage sind, Aminosäuren durch die Zellmembran zu transportieren und Signale an nachgeschaltete Ziele weiterzuleiten, von denen angenommen wird, dass sie die MPS regulieren. Ein Anstieg der Proteinkonzentration einiger dieser Aminosäuretransporter wurde auch nach der Einnahme von EAA und nach Widerstandstraining beobachtet, jedoch ist derzeit unklar, ob die Zunahme der mRNA- und Proteinexpression dieser Transporter mit einer erhöhten Aminosäuretransportkapazität verbunden ist. Es ist klar, dass weitere Forschung erforderlich ist, um die funktionelle und physiologische Bedeutung dieser Transporter bei der ernährungs- und trainingsbedingten Regulierung der MPS zu definieren.

Optimierung der MPS: die Rolle der Proteinquelle

Die Aufnahme von Nahrungsproteinen wie Molke, Eieralbumin, Soja, Kasein und Rindfleisch kann die MPS stimulieren. Nahrungsproteine aus verschiedenen Quellen unterscheiden sich jedoch in ihrer Fähigkeit, die MPS sowohl in Ruhe als auch nach einem Widerstandstraining zu stimulieren. So haben Arbeiten aus unserem Labor gezeigt, dass Molkenprotein und Kuhmilch nach akutem Widerstandstraining einen stärkeren Anstieg der MPS bewirken als der Verzehr einer entsprechenden Menge pflanzlichen Sojaproteins, obwohl diese Proteinquellen einen Proteinverdaulichkeits-korrigierten Aminosäurescore (PDCAAS) von über 1,0 aufweisen. Die Grenzen des PDCAAS-Bewertungssystems und die künstliche Abschneidung bei 1,0, wenn einige Proteine einen PDCAAS von > 1,0 haben, wurden in unserer früheren Übersichtsarbeit diskutiert. Die Mechanismen, die für diese Unterschiede verantwortlich sind, sind nicht ganz klar, könnten aber mit bedeutenden Unterschieden im Aminosäureprofil und/oder der Verfügbarkeit von Aminosäuren aufgrund von Unterschieden in der Verdauungs-/Absorptionskinetik der Proteine zusammenhängen. Molkenprotein ist säurelöslich und geht mit einem sehr schnellen, starken, aber vorübergehenden Anstieg der postprandialen Aminosäureverfügbarkeit einher, während Kasein koaguliert und ausfällt, wenn es der Magensäure ausgesetzt wird, und der daraus resultierende Milchquark langsam aus dem Magen freigesetzt wird, was zu einem viel moderateren, aber anhaltenden Anstieg der Aminosäuren im Plasma führt. Unser Labor hat kürzlich die Auswirkungen von Molkenproteinisolat und mizellarem Kasein auf die MPS-Raten bei älteren Männern verglichen. In Übereinstimmung mit unseren früheren Ergebnissen bei jungen Probanden berichteten wir über einen stärkeren Anstieg der Leucinkonzentration im Blut und einen Anstieg der MPS sowohl in Ruhe als auch nach dem Training nach der Einnahme von 20 g Molkenproteinisolat als nach der Einnahme von mizellarem Kasein. Diese Daten bestätigen unsere früheren Arbeiten, die gezeigt haben, dass eine schnelle Aminosäurerate im Blut nach der Nahrungsaufnahme die MPS und die anabolen Zellsignale nach dem Widerstandstraining stärker erhöht als eine langsame Aminosäurerate, was die Vorstellung unterstützt, dass die Proteinverdauung und -absorptionsrate einen wichtigen Faktor bei der Ernährungsregulierung der MPS beim Menschen darstellt. Unsere Daten zur MPS unterscheiden sich in mancher Hinsicht von den Ergebnissen aus Studien zum Ganzkörperproteinumsatz, wahrscheinlich weil die Skelettmuskulatur nur ~30 % der Ganzkörperproteinsynthese ausmacht und sich mit einer deutlich geringeren Geschwindigkeit (~20-fach) als die splanchnischen und Plasmaproteine umsetzt. Interessanterweise deuten neuere Forschungsergebnisse darauf hin, dass die Form der Nahrung (d. h. flüssig oder fest) ein wichtiger Faktor für die postprandiale Verfügbarkeit von Aminosäuren im Plasma sein könnte. So zeigten Conley und Kollegen einen stärkeren Anstieg der Plasmaaminosäuren, der nach der Verabreichung von Getränken nachhaltiger war als bei der gleichen Ergänzung (d. h. Energie und Makronährstoffe) in Form fester Nahrungsmittel. Diese Ergebnisse sind interessant angesichts der Tatsache, dass der postprandiale Anstieg von EAA und/oder Leucin im Plasma ein wichtiger Regulator des postprandialen Anstiegs der MPS zu sein scheint, aber es sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die physiologische Relevanz der Nahrungsform in Bezug auf die Regulierung der MPS zu bestimmen.

Leucin als Nährstoffsignal im Skelettmuskel

Von den Aminosäuren sind in erster Linie die EAA für die Stimulierung der MPS verantwortlich, während nicht-essentielle Aminosäuren in dieser Hinsicht unwirksam zu sein scheinen. Die verzweigtkettige Aminosäure (BCAA) Leucin scheint unter den EAA als Schlüsselregulator der Translationsinitiierung der MPS einzigartig zu sein. Zum Beispiel kann Leucin, aber nicht Isoleucin oder Valin, einen Anstieg der MPS durch Aktivierung des mTOR-p70S6k-Stoffwechselwegs bei Tieren stimulieren. Arbeiten in Zellkulturen unter Verwendung von C2C12-Zellen haben gezeigt, dass Leucin unter den EAA die stärkste Fähigkeit hat, den Phosphorylierungsstatus von p70S6k zu erhöhen, und das einzige EAA ist, das den Phosphorylierungsstatus von mTOR und 4E-BP1 erhöhen kann. Unter Berücksichtigung dieser Daten hat sich die jüngste Forschung auf die Verwendung von Leucin als Teil einer Ernährungsintervention zur Modulation von MPS und/oder Muskelmasse beim Menschen konzentriert. Tipton und Kollegen untersuchten die Wirkung von freiem Leucin (3,4 g), das Molkenprotein (16,6 g) zugesetzt wurde, auf die MPS-Raten nach akutem Widerstandstraining und berichteten, dass die MPS durch den Zusatz von freiem Leucin nicht weiter anstieg, als dies zuvor für 20 g Molkenprotein berichtet wurde. Diese Daten sind jedoch nicht überraschend, wenn man die Arbeiten unserer Gruppe und anderer berücksichtigt, in denen die Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen Protein/EAA-Zufuhr und MPS untersucht wurde. Moore und Kollegen berichteten, dass die MPS bei jungen Männern mit 20 g hochwertigem Eiweiß nach dem Krafttraining maximal stimuliert wurde, während 40 g Eiweiß nicht zu einer höheren MPS als bei 20 g führten, sondern lediglich zu einer erhöhten Aminosäureoxidation. Die Einnahme von Leucin in größeren Mengen als in einer sättigenden Dosis (20-25 g Molkenprotein mit 2,5-3.0 g Leucin) an hochwertigem Protein ist es unwahrscheinlich, dass eine weitere Steigerung des Ausmaßes oder der Dauer der MPS stimuliert wird. Diese Daten stammen jedoch von jungen, gesunden Männern mit einem Gewicht von ca. 86 kg, und die maximal wirksame Proteindosis kann sich z. B. bei einer 50 kg schweren Turnerin oder einem 120 kg schweren Bodybuilder deutlich unterscheiden. Ältere Menschen stellen auch eine Bevölkerungsgruppe dar, die möglicherweise größere Mengen an Nahrungsprotein und/oder Leucin benötigt, um einen robusten Anstieg der MPS als Reaktion auf die Nahrungsaufnahme zu erzielen. Zukünftige Forschung ist erforderlich, um die Leucinmenge zu bestimmen, die erforderlich ist, um die MPS sowohl bei jungen als auch bei älteren Erwachsenen zu stimulieren, und um die Rolle anderer EAA bei der Regulierung der MPS durch Ernährung und Widerstandstraining eindeutig zu bestimmen.

Ernährung nach dem Training für ältere Menschen

Die Definition von Ernährungsmaßnahmen, die die MPS maximal stimulieren, ist von Interesse für die Entwicklung therapeutischer Strategien zur Bekämpfung des altersbedingten Muskelabbaus (Sarkopenie). Die Ursache der Sarkopenie ist wahrscheinlich vielschichtig, doch gibt es Hinweise darauf, dass ältere Menschen gegen die anabolen Wirkungen von Aminosäuren und Widerstandstraining sowie gegen die antiproteolytischen Wirkungen von Insulin „resistent“ sind. So berichteten Kumar und Kollegen über eine altersbedingte Abschwächung der MPS-Antwort im post-absorptiven Zustand nach akutem Widerstandstraining mit unterschiedlichen Intensitäten (20-90 % 1RM), wenn sie über einen Zeitraum von 1 bis 2 Stunden nach der Belastung gemessen wurde. Da freilebende Personen jedoch in der Regel nach dem Widerstandstraining essen, kann nur spekuliert werden, ob die gleiche abgeschwächte MPS-Antwort zwischen Jung und Alt auch im gefütterten Zustand beobachtet worden wäre.

Trotz der verminderten Reaktion auf die Aminosäurezufuhr und das Training bei älteren Menschen scheinen die additiven Effekte von Ernährung und Widerstandstraining auf die MPS-Raten in dieser Population erhalten zu bleiben, wobei mehrere Studien zeigen, dass die Kombination von Ernährung und Training zu einem stärkeren Anstieg der MPS führt als die Ernährung allein. Unser Labor hat vor kurzem die Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen der Aufnahme von Molkeprotein und der myofibrillären Proteinsynthese sowohl im Ruhezustand als auch nach einem Widerstandstraining bei älteren Menschen untersucht. Im Gegensatz zu jungen Teilnehmern, bei denen die MPS nach einer Widerstandsübung mit ~20 g Protein maximal stimuliert wird, erhöhten 40 g Protein die MPS-Raten bei älteren Menschen stärker als 20 g, wenn sie nach einer Widerstandsübung verzehrt wurden. Dies deutet darauf hin, dass ältere Menschen von einer größeren Menge an Aminosäuren und/oder Leucin nach einer Widerstandsübung profitieren können, um die myofibrilläre Proteinsynthese zu maximieren. Zur Unterstützung der Annahme, dass ältere Menschen auf größere Leucinmengen ansprechen, berichteten Katsanos und Kollegen (2006), dass eine 6,7 g schwere EAA-Mischung, die 26 % Leucin enthielt, bei älteren Menschen nicht in der Lage war, einen Anstieg der MPS über die Basalwerte hinaus zu bewirken; wenn jedoch der Leucingehalt derselben EAA-Mischung auf 41 % erhöht wurde, wurde die MPS in gleichem Maße über die Basalwerte hinaus stimuliert, wie dies bei jungen Probanden beobachtet wurde. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Aminosäurenzusammensetzung und nicht nur die Gesamtmenge an EAA von entscheidender Bedeutung für die postprandiale Reaktion der MPS in älteren Muskeln ist. Die Wirksamkeit einer Supplementierung mit freiem Leucin bei der Nahrungsaufnahme als Strategie zur Steigerung der Muskelmasse bei älteren Menschen wird jedoch derzeit nicht unterstützt. Verhoeven und Kollegen (2009) untersuchten die Wirksamkeit einer langfristigen Leucin-Supplementierung auf die Skelettmuskelmasse bei älteren Probanden und berichteten, dass eine zusätzliche Leucinzufuhr (7,5 g pro Tag zu den Mahlzeiten) über einen Zeitraum von 12 Wochen im Vergleich zu einem energieangepassten Placebo weder die Skelettmuskelmasse noch die Kraft erhöhte. Dies galt jedoch nur für Probanden, die Standardmahlzeiten zu sich nahmen, und die durch die Mahlzeiten induzierte Zunahme der fettfreien Masse allein durch die Ernährung ohne Widerstandstraining ist wahrscheinlich gering, insbesondere über einen Zeitraum von 12 Wochen. Außerdem war die Leucin-Supplementierung mit einem Rückgang der zirkulierenden Valin- und Isoleucinwerte verbunden, die für die Stimulierung der MPS limitierend sein könnten. Tierexperimentelle Studien haben gezeigt, dass die Zufuhr von Leucin zu einem Rückgang der zirkulierenden EAA führt und die Dauer des aminosäurevermittelten Anstiegs der MPS verkürzt; wenn dieser Rückgang jedoch verhindert und die Aminosäuregrundkonzentrationen beibehalten werden, dauert die Reaktion der MPS auf die Zufuhr von Aminosäuren ~2 Stunden. Insgesamt kann die zusätzliche Zufuhr von Leucin, das aus hochwertigen Proteinen und nicht unbedingt in kristalliner Form gewonnen werden kann, für ältere Menschen im Hinblick auf die Erhöhung der MPS von gewissem Nutzen sein. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um die Auswirkungen einer mit Leucin angereicherten Aminosäureversorgung in der ersten Zeit nach dem Widerstandstraining auf die MPS und die Zunahme der fettfreien Masse nach einem längerfristigen Training zu untersuchen.

Smith und Kollegen (2011a, 2011b) haben kürzlich die Rolle einer zusätzlichen Gabe von mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren (4 g pro Tag über 8 Wochen) auf die Raten der MPS und die Aktivierung von Signalproteinen innerhalb des mTOR-p70S6k-Signalwegs sowohl bei jungen und mittelalten als auch bei älteren Probanden untersucht. In allen untersuchten Altersgruppen erhöhte die Supplementierung mit Omega-3-Fettsäuren signifikant das Ausmaß der Aminosäure-/Insulin-induzierten Stimulation von MPS und der Phosphorylierung von mTOR. Obwohl die Mechanismen derzeit nicht bekannt sind, deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die mehrfach ungesättigten Omega-3-Fettsäuren anabole Eigenschaften besitzen, da sie die Empfindlichkeit der Skelettmuskulatur gegenüber Aminosäuren und Insulin erhöhen, und zwar auch bei jungen, gesunden Personen. Kürzlich wurde gezeigt, dass zusätzliches Fischöl (2 g/Tag) auch die adaptive Reaktion auf chronisches Widerstandstraining verbessern kann, indem es bei älteren Frauen eine Zunahme der Muskelkraft fördert. Künftige Forschungsarbeiten sollten die Rolle zusätzlicher mehrfach ungesättigter Omega-3-Fettsäuren bei der Zunahme der Muskelmasse nach einem chronischen Widerstandstraining sowohl bei jungen als auch bei älteren Menschen untersuchen.

Rolle von Kohlenhydraten und Insulin bei der Regulierung des Muskelproteinstoffwechsels

Der Verzehr einer typischen gemischten Mahlzeit ist im Allgemeinen nicht nur mit der Aufnahme von Nahrungsproteinen und Aminosäuren, sondern auch von Kohlenhydraten und Lipiden verbunden. Obwohl fast nichts über die Auswirkungen der gleichzeitigen Aufnahme von Lipiden und Proteinen auf direkte Messungen der MPS bei der Nahrungsaufnahme und beim Widerstandstraining bekannt ist, berichteten Elliot und Kollegen, dass die Threonin- und Phenylalaninaufnahme (die auf eine anabole Reaktion hinweist) nach dem Verzehr von Vollmilch (8,2 g Fett, 8,0 g Protein, 11,4 Kohlenhydrate: insgesamt 627 kcal) im Vergleich zu fettfreier Milch oder isokalorischen Kontrollbedingungen ohne Fett größer war. Der Grund für den größeren Anabolismus nach dem Verzehr von Vollmilch ist nicht ganz klar; er könnte jedoch mit der größeren Muskeldurchblutung zusammenhängen, zumindest in dieser Studie. Frühere Studien haben die Rolle von Kohlenhydraten (CHO) bei der Regulierung des menschlichen Muskelproteinstoffwechsels untersucht. Die Aufnahme von CHO geht mit einem Anstieg des zirkulierenden Insulins einher, das eine starke hemmende Wirkung auf den MPB hat und somit die Netto-Proteinbilanz verbessern kann. Bei fehlender Aminosäurezufuhr führt die CHO-Zufuhr jedoch nicht zu einer positiven Nettoproteinbilanz. Unser Labor hat vor kurzem die Auswirkungen der gleichzeitigen Aufnahme von Kohlenhydraten und Proteinen im Vergleich zur alleinigen Proteinzufuhr auf die MPS- und MPB-Raten nach akutem Widerstandstraining bei jungen Männern untersucht. Die Probanden nahmen 25 g Molkenprotein oder 25 g Molkenprotein mit 50 g zugesetzten Kohlenhydraten in Form von Maltodextrin zu sich. Die Fläche unter der Plasma-Insulinkurve war nach der gleichzeitigen Aufnahme von Eiweiß und Kohlenhydraten um das ~5-fache höher, jedoch unterschieden sich die Messwerte für den Blutfluss in den Gliedmaßen, die MPS und die MPB in Ruhe und nach dem Widerstandstraining nicht von den Werten für Eiweiß allein. Wenn also die Proteinzufuhr in ausreichender Menge erfolgt, um die MPS zu maximieren (siehe ), ist die daraus resultierende Hyperaminoazidämie/Hyperinsulinämie ausreichend, um nicht nur die MPS zu maximieren, sondern auch die MPB vollständig zu hemmen. Diese Ergebnisse bestätigen frühere Arbeiten von Greenhaff und Kollegen (2008), die nachwiesen, dass niedrige Insulinkonzentrationen (5 mU/L) erforderlich sind, um eine maximale aminosäureinduzierte Stimulation der Proteinsynthese in den Beinen zu vermitteln, und dass eine Erhöhung des Plasmainsulins auf bis zu 30 mU/L erforderlich war, um den Proteinabbau in den Beinen um mehr als 50 % zu verringern und die Nettoproteinbilanz zu erhöhen, während höhere Konzentrationen den Proteinabbau nicht weiter hemmten. Es ist wichtig anzumerken, dass, obwohl CHO bei der Veränderung der Nettoproteinbilanz nach einem Widerstandstraining nicht grundlegend wichtig ist, wenn ausreichend Protein zur Verfügung gestellt wird, Muskelglykogen nach einem Widerstandstraining reduziert wird und CHO eine wichtige Rolle bei der Resynthese von Muskelglykogen spielt und daher nützlich ist, um die Erholung vom Training zu verbessern.