Afledt af nogle overvejelser i forbindelse med mit nye arbejde hos Nordic Bioscience kommer her et lille tankebarn om proteinsyntese og proteinnedbrydning i muskler
I hvile har skeletmuskler i mennesker et proteinturnover på 0.025-0.1% per time (afhængigt af hvordan man måler). Protein turnover er alt det protein, der bliver opbygget og nedbrudt, svarende til en virksomhedsomsætning, der jo også rummer både indtægter og udgifter. For en voksen mand udgør muskelmassen normalt 30-40% af kropsvægten og for en voksen kvinde 5-10% mindre. For undertegnede, som vejer godt 90 kg, og trods alt har trænet en del med vægte, burde jeg ligge i den øvre ende af det interval, hvilket bliver til cirka 36 kg muskler. Det betyder at jeg opbygger og nedbryder 0.6-2.4% af min muskelmasse per døgn, hvilket kan oversættes til 216-864 g per døgn (!). For en lidt mindre utrænet mand (lad os kalde ham Bob the Builder), ville det måske være 150-600 g/dag. For nemheds skyld så regner vi bare med, at det er 200 g i resten af indlægget.
Hvad så med træning?
Hvis nu Bob begynder at lave styrketræning for at få større muskler 3 gange i ugen med et fornuftigt program, ved vi, at han, hvis han har gennemsnitlige forudsætninger, vil tage 3-4 kg muskler på i løbet af de første 3 måneder. Det svarer til 30-40 g muskel per dag.
Vi ved tilsvarende, at efter styrketræning stiger den samlede proteinsyntese (mixed muscle protein synthesis, MPS) med op til en faktor 2-3 stykker i 1-2 døgn efter træning (phillips et al, 1997). Hvis vi nu antager, at Bob træner med dagene fordelt ud over ugen, vil det betyde, at han mere eller mindre kronisk har forhøjet proteinsyntese, og så kan vi tilsnige os til at sige, at hans proteinsyntese gennemsnitligt set over tid er forøget med en faktor 2. Det vil sige, at hans brutto proteinsyntese er på 400 g/dag. Men husk på de 40 g/dag som han tog på – hvad med dem? Jo, brutto proteinnedbrydningen stiger også med træning. Desværre er den meget svær at måle eksperimentelt, men tallene her siger jo, at den må stige næsten lige så meget som proteinnedbrydningen. Hvis proteinsyntesen er steget med 200 g, må proteinnedbrydningen stige med 160 g, for at regnestykket passer. Det vil altså sige, at i den utrænede drives stigningen i muskelmasse af en forskel imellem proteinsyntese på 200+200 g og proteinnedbrydning på 200+160g.
Hvis vi følger Bob lidt længere, indtil han er blevet mere trænet, så ved vi, at muskeltrænede individer har et lidt højere protein turnover i hvile (Kim et al, 2005) og desuden har en større muskelmasse. I vores eksperiment fører det måske til et turnover på 400 g/dag. Vi ved også, at deres stigning i protein turnover ikke er så stor, med en stigning på 25-50%. Til gengæld ved vi også, at farten hvormed man kan tage muskel på, falder dramatisk. Som trænet kan man i absolut bedste fald regne med at tage 5 kg muskler på per år. Hvis vi nu runder ned til mere realistiske 3.65 kg per år, så passer det med 10 g per dag.
Proteinsomsætning med træningstilstand og træning. Læg mærke til hvor lille nettoproteinsyntesen er i trænede ved træning i forhold til brutto proteinsyntese og -degradation.
Hvis vi siger, at vores tankeeksperiment træner med en lokal træningsfrekvens på 2-3 gange per uge, kan det cirka omsættes til en gennemsnitlig proteinsyntesestigning fra træning på 25%, svarende til en brutto proteinsyntese på 500 g/dag. Men ud fra hvor meget muskel han tager på, kan vi igen regne ud hvad brutto nedbrydningen må være – nemlig 490 g/dag. Det vil sige, at i den trænede skabes resultatet af en balance imellem 400+100 g i proteinsyntese og 400+90 g i proteinnedbrydning.
Alle tallene er selvfølgelig guesstimater, men ikke fuldstændigt ude i skoven og selve pointen med tankeeksperimentet er stadigvæk synlig (håber jeg).
Hvad er meningen?
Meningen med det hele er for det første at formidle nogle tal om proteinomsætning i muskler, som har en størrelsesorden, som de fleste finder overraskende. Dernæst er det at brutto proteinnedbrydningen i praksis er mindst lige så vigtig for netto proteinsyntesen som bruttoproteinsyntesen. Men da det stadigvæk er rigtigt svært at måle proteinnedbrydning eksperimentelt, er det ikke særligt godt belyst, hvordan brutto proteinnedbrydningen opfører sig med forskellige interventioner, e.g. træning, kosttilskud, medicin.
Referencer
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. The American Journal of Physiology, Am J Physiol, 273(1 Pt 1), E99–107.
Kim, P. L., Staron, R. S., & Phillips, S. M. (2005). Fasted-state skeletal muscle protein synthesis after resistance exercise is altered with training. The Journal of Physiology, 568(Pt 1), 283–290. doi:10.1113/jphysiol.2005.093708
Tak for endnu et spændende indlæg med, jeg citerer, "interessante facts".
Hej Anders.
Jeg kunne godt tænke mig at høre hvordan du holder dig ajour med hvad der røre sig inde for ernæring og træningsområdet? Når du skriver en artikel som den her er den så baseret hovedsageligt på det du allerede ved i forvejen? Eller støvsuger du simpelthen diverse artikel databaser? Og i så fald hvilke bruger?
Det er svært at sige… Den ene ting er at det er mit talent at se hvad der er relevant i en mængde information eller at se ting fra nye vinkler og den anden er at jeg bruger for lang tid på internettet. Det er vist så godt jeg kan beskrive det.
Anders
Spændende spændende. imponerende dybde og betragtninger. Kæmper dog lige med at sætte det sammen med indtagelsen. I henhold til de anbefalede 2-2,5 gram per kg som mange fitness folk anbefaler. Det virker egentlig som meget med 2-2,5 gram per kg
Hvad er din holdning til protein indtag for fx 1) elitemotionist cykel rytter og 2) elitemotionist indenfor styrketræning
Ret beset tyder det på at styrketrænede højst kan udnytte 1.6-1.8 g/kg/dag, som meget belejligt kan rundes op til 2. De 2.5 du nævner stammer nok fra lidt lobby aktivitet fra kosttilskudsbranchen. Dokumentationen for højere proteinbehov i udholdenhedstrænende er ikke lige så godt dokumenteret, men evidensen siger også der et behov på mindst 1.0-1.2 g/kg/dag for at bevare kvælstofbalancen. Dog er sundhed og performance ikke det samme som kvælstofbalance og min helt egen holdning og erfaring, både som udøver og som sports nutritionist, er at et rimeligt højt proteinindtag (omkring de 2 g/kg/dag) øger træningstolerancen og velvære. Mere er til gengæld ikke nøvendigt og undertiden antiproduktivt.
Anders
Hej Anders
Først – meget spændende og relevante indlæg i din blog. Jeg er selv sygeplejerske i en lægepraksis og vejleder dagligt folk om livsstisændringer både i forhold til vægttab, cholesterol og Type 2 diabetes. Jeg vil fremover holde godt øje med din blog 🙂
Derudover er jeg selv motionist i form af spinning, løb(kortdistance) og styketræning.
Jeg har en 15 årig søn som netop er startet med at styrketræne og vi diskuterer net meget Protein tilskud. Jeg har hele tiden sagt at prtein tilskud i form af kød,æg og nødder efter træning er nok, men han vil meget gerne tage et pulverprotein tilskud. Jeg har tænkt på at et overforbrug kan overbelaste hans nyrer og er mine størtse vægring ved tilskud, derudover synes jeg bare det er pjattet og penge ud af vinduet. Hvad er din mening om dette. Hvor meget kan/skal en 15 årig tage i så fald? Han er en stor muskuløs dreng på 182 cm og vejer ca 75 kg
Hej lone og tak for de pæne ord. Allerførst bør du ikke bekymre dig om protein indtag og nyrer. For raske og selv let til moderat nyresyge mennesker udgør højere proteinindtag ikke en særskilt risiko for at udvikle nyreproblemer. Når det så er sagt er der ikke noget i proteintilskud der ikke er i rigtig mad. Den største mængden protein man kan retfærdiggøre er "nødvendigt" ifm. styrketræning er 1.6-1.8 g/kg/dag, hvoraf mindst halvdelen helst skal være fra animalske kilder. Hvis du gerne vil have han ikke tyr til kosttilskud kan du jo sætte dig ned og beregne om han får nok protein via kosten. Hvis han ikke gør, kan i jo så enten ændre den fælles kost er dermed have et estimat på hvor meget proteinpulver man kan forsvare at bruge.
Anders
Hej Anders
Tak for nogle rigtigt fine artikler. Det er efter min mening godt formidlet og relevant koblet med en troværdighed som ellers er sværd at finde på nettet. Jeg har dog lidt svært ved at få dine regnestykker til at gå op. Især ift. din figur. Burde tallene på abscissen ikke være lige store på højre og venstre side af nul?
Et andet spørgsmål er at jeg mener at have læst i Fleck og Kreamers "Designing resistace training programs" at protein nedbrydningen kun var omkring 36% forøget lige efter træning, aftog hurtigt og 48 timer efter var lig nul, mens protein syntesen var omkring 120% forøget lige efter træning og aftog langsomt. Er det mig der husker fejl (har ikke min bog i nærheden pt.) eller er der en måde at foklare disse tal på?
Hej Frank
Det kan sagtens være at du husker rigtigt, men i givet fald har tallene været forkerte, for de ville i givet fald føre til at man tog meget mere muskelmasse på, end man kan se i virkeligheden. For trænede udøvere tager man højst 3-4 kg muskler på per år (og det er endda progressivt sat) Hvis det skal fordeles udover 100-200 træninger ialt kan man hurtigt se at der er tale om ret få gram per træning. Derfor KAN forskellene imellem proteinsyntese og degradation per definition ikke være særligt store i trænede udøvere. Men det er vigtigt at holde sig for øje at der er stor foskel på utrænede og trænede. Utrænede kan jo godt tage 5+ kg muskler på på 2-3 måneder hvis de starter med træning, særligt hvis man knalder lidt kreatin og HMB oveni ;o)
Anders
Spændende artikel med gode facts.
Mange tak
Anders
Hej Anders,
Har du før, enten her eller andre steder, skrevet om timingen af indtagelse af protein(pulver)?
Hvad er din overbevisning omkring timing af indtagelse af protein og styrketræning?
Hvis du kender til nogle interessante pubmed links omkring netop dette, er jeg meget interesseret.
Mvh. Jan
det kan jeg ikke lige huske. men jeg kan da forsøge at komme ind på det i fremtiden ;o)
Anders
Har du taget højde for at muskler ikke er rent protein?
Yes. I det første regnestykke, hvor proteinsyntesen angives, udregner jeg det som procent af hele muskelmassen og fortsætter med dét tal. Alternativet var at jeg skulle have regnet det som g protein og derefter have tilbagekonverteret senere.
Anders
Tak for god snak om protein.
jeg har lært som dyrlægestuderende at en muskel brænder fedt i en flamme af kulhydrater.
samtidig kan jeg huske en anden læresætning at en mand ved navn pappenheimer fandt frem til at når vi sover , så vil den høje proteinprocent afbrænde mere fedt end den lavere proteinprocent, sagt på en anden måde, det er ikke muligt at holde sig slank uden muskler
Er jeg forkert på den og hvad er din kommentar
vh dyrlægen, der selv træner
Hej Peter og tak for kommentaren
Det med at det kræver kulhydrat at brænde fedt passer ikke. eller jo, det passer så længe at man er i en ikke-ketogen tilstand. I fravær af kulhydrat opstår der ophobning af en af metabolitterne i TCA cyklus i leveren, hvilket bremser den og fører til dannelsen af ketonstoffer. Når først ketonstofproduktionen er i gang passer udsagnet ikke længere.
Pappenheimer viste så vidt jeg husker at det koster lidt mere energi at vedligeholde fedtfri masse end fedtmasse. Det betyder dog ikke helt at man ikke kan være slank uden muskler. Desværre er fænomenet tyndfed begyndt at sprede sig blandt de unge. Dette skyldes samtidig fravær af fysisk aktivitet og mad og er i praksis lige så usundt, eller mere, som almindelige overvægt.
Håber det var svar på dine spørgsmål.
Anders