★
Белок и биохимия mTOR Углубление · Глава 6 Лекарства
К Главе 6
★
Углубление 6.2 · Белок и mTOR

Белок и биохимия $mTOR$

«Чем больше белка — тем больше мышц» — детская модель. Взрослая: мышечный рост запускается через $mTORC1$-сигнализацию, которая активируется при достижении лейцинового порога ($\sim 2{,}5$–$3$ г лейцина на приём пищи). $200$ г куриной грудки сразу даёт тот же синтез, что $400$ г — потолок есть и в этом.

Анаболическое окно длится не $30$ минут после тренировки. Оно длится $24$ часа. Может, $48$. Тайминг белка вторичен по сравнению с общим количеством. Алан Арагон · спортивный физиолог, $MS$
Раздел 1 · Баланс белка

$MPS$ vs $MPB$ — чистый баланс

Мышцы — это не статическая ткань. Каждый день в них происходят миофибриллярный синтез ($MPS$ — Muscle Protein Synthesis) и распад ($MPB$ — Muscle Protein Breakdown). Рост мышц = $MPS > MPB$. Потеря = $MPS < MPB$. Поддержание = равенство.

Кто что делает

  • $MPS$ — синтез: новые мышечные белки строятся. Активируется лейцином и инсулином через $mTORC1$. Пик через $1$–$3$ часа после еды.
  • $MPB$ — распад: старые белки расщепляются на аминокислоты. Активируется голоданием, кортизолом, цитокинами. Постоянный фоновый процесс.
  • Чистый баланс: $\Delta = MPS - MPB$. Это и есть «рост» в днях.
Net Protein Balance
$\Delta_{muscle} = MPS - MPB$

Положительный баланс $\Rightarrow$ рост. Тренировка повышает $MPS$ на $24$–$48$ часов. Еда с лейцином $> 2{,}5$ г повышает $MPS$ на $\sim 3$ часа. Их синергия — главный механизм роста мышц.

Важно: $MPB$ нельзя «выключить». Можно только повысить $MPS$. Поэтому стратегия — регулярные стимулы $MPS$ ($3$–$5$ приёмов белка в день), а не «много белка раз в день».

Раздел 2 · Лейциновый порог

Лейциновый порог — $2{,}5$–$3$ г на приём

$mTORC1$-сигнализация активируется не плавно, а пороговым образом. Ниже $\sim 2{,}5$ г лейцина — слабая активация. Выше — почти полная. После $\sim 3$ г лейцина — плато (больше не лучше). Это главный практический закон белкового питания.

Сколько лейцина в типичных порциях

  • $100$ г куриной грудки — $\sim 31$ г белка, $\sim 2{,}3$ г лейцина. Близко к порогу, но не дотягивает.
  • $150$ г куриной грудки — $\sim 47$ г белка, $\sim 3{,}5$ г лейцина. Уверенно выше порога.
  • $200$ г творога $5\%$ — $\sim 36$ г белка, $\sim 3{,}5$ г лейцина.
  • $3$ яйца — $\sim 18$ г белка, $\sim 1{,}3$ г лейцина. Сильно ниже порога. Нужно $\geq 5$ яиц.
  • $30$ г сывороточного протеина — $\sim 25$ г белка, $\sim 2{,}7$ г лейцина. Точно на пороге. Самый "лейцин-плотный" источник.
  • $100$ г говяжьего фарша — $\sim 26$ г белка, $\sim 2$ г лейцина. Чуть ниже порога.
  • $100$ г варёной чечевицы — $\sim 9$ г белка, $\sim 0{,}7$ г лейцина. Сильно ниже.

Главный практический совет: $\sim 30$ г качественного белка ($\geq 2{,}5$ г лейцина) на каждый приём пищи. $3$–$5$ раз в день. Меньше не запускает $MPS$, больше не даёт дополнительной пользы.

Калькулятор · Лейцин на приём

Достаточно ли вашей порции для $mTOR$?

Выберите источник и порцию. Получите содержание лейцина и оценку: запустит ли эта порция $MPS$.

г
Лейцин в порции
2,7 г лейцина
из 25 г белка (30 г сыворотки)
0 г 1,5 г 3 г 5 г
Порог достигнут. Этой порции достаточно для запуска $mTORC1$ и максимальной активации $MPS$. Большее количество не даст дополнительного эффекта — есть плато.
Раздел 3 · mTOR-сигнализация

$mTORC1$ — мастер-регулятор роста

$mTORC1$ (Mechanistic Target Of Rapamycin Complex $1$) — белковый комплекс, который интегрирует сигналы: есть ли аминокислоты, есть ли энергия, есть ли инсулин, есть ли механическое напряжение. Только при «да» на все четыре он запускает синтез белка.

Четыре входа $mTORC1$

  • Аминокислоты (лейцин в первую очередь) — через сенсор $Sestrin2$ $\to$ $GATOR$. Главный пусковой сигнал.
  • Инсулин — через $PI3K$/$Akt$/$TSC$. Усиливает ответ на лейцин. Поэтому белок $+$ углевод после тренировки работает лучше, чем белок один.
  • Энергия ($ATP$) — через $AMPK$. Без энергии $mTORC1$ выключен (логично: нет смысла строить без топлива).
  • Механическое напряжение (тренировка) — через $diacylglycerol$ и $PA$. Открывает окно для лейцина на $24$–$48$ часов.

Когда $mTORC1$ активирован, он запускает трансляцию мРНК через фосфорилирование $S6K1$ и $4E$-$BP1$. Результат: синтез новых белков $+$ рост клеток. Это та же сигнализация, что управляет ростом любых клеток — поэтому она связана и с раком, и старением, и с диабетом.

Почему рапамицин продлевает жизнь

$Rapamycin$ (после которого назван $mTOR$) подавляет $mTORC1$. У мышей это удлиняет жизнь на $\sim 15\%$. Парадокс: тот же сигнал, что нужен для роста мышц, ускоряет старение в долгосрочной перспективе.

Решение природы: пульсирующая активация. Несколько часов $mTORC1$ «на» после еды и тренировки, остальное время — «выкл». Это объясняет, почему интервальное голодание и низкобелковая диета в старости могут продлевать жизнь, но плохи для набора мышечной массы у молодых атлетов.

$mTOR$ — это переключатель «расти или сохраняться». Молодым нужно «расти». Старым лучше «сохраняться». Поэтому белковые потребности и диеты меняются с возрастом не из-за моды, а из-за биохимии.

Дэвид Сабатини · открыватель $mTOR$, $Whitehead$ Institute
Раздел 4 · Миф окна

«Анаболическое окно» — маркетинговый миф

«Если не выпьешь протеин в течение $30$ минут после тренировки — всё пропало». Этот миф продал миллиарды банок протеина. Современные данные: окно длится $24$–$48$ часов, не $30$ минут. Тренировка увеличивает чувствительность мышц к лейцину на сутки и более.

Что показала мета-анализ

$Schoenfeld$ et al. ($2013$): мета-анализ $23$ исследований не нашёл значимой разницы между приёмом белка «сразу после тренировки» и «через $2$+ часа». Главное — суммарное количество белка за день, а не точное время приёма.

Что имеет значение:

  • Общая суточная доза белка: $1{,}6$–$2{,}2$ г/кг массы тела для атлетов
  • Распределение по приёмам: $3$–$5$ раз, каждый $\geq 0{,}3$ г/кг массы тела
  • Качество источника: $\geq 2{,}5$ г лейцина на порцию
  • Не есть белок за $5$+ часов до тренировки или в течение $5$+ часов после — последний приём белка должен быть в этом окне

Что не имеет значения: $30$-минутное окно, точный тайминг по часам, конкретный источник (whey vs мясо), быстрые vs медленные углеводы. Это всё нюансы $\leq 2\%$ эффекта.

Раздел 5 · Источники

$Whey$ vs казеин vs растительный

Скорость абсорбции и аминокислотный профиль отличаются у источников. Это влияет на скорость и длительность $MPS$, но мало — на конечный результат в долгосрочной перспективе.

Сравнение источников ($DIAAS$-скор, лейцин $\%$)

Whey isolate
$DIAAS$ 109
Куриная грудка
$DIAAS$ 108
Яйцо целое
$DIAAS$ 113
Молоко цельное
$DIAAS$ 114
Говядина
$DIAAS$ 111
Соевый изолят
$DIAAS$ 91
Гороховый изолят
$DIAAS$ 73
Рис
$DIAAS$ 59
Пшеница
$DIAAS$ 54

$DIAAS$ ($Digestible \ Indispensable \ Amino \ Acid \ Score$) — современный $FAO$-стандарт качества белка. Учитывает усвояемость и наличие всех незаменимых аминокислот. $\geq 100$ — отличное качество, $\geq 75$ — хорошее, $< 75$ — нужно дополнять.

Whey vs казеин

  • $Whey$ (сыворотка) — «быстрый». Усваивается за $1$–$2$ часа. Пик $MPS$ через $1$ час. Лучше после тренировки.
  • Казеин — «медленный». Усваивается $4$–$8$ часов (формирует «гель» в желудке). Лучше на ночь — питание $MPS$ во время сна.
  • В реальности: разница для долгосрочного результата $< 5\%$. Если в каждый приём — порог лейцина, источник вторичен.

Растительный белок

Растительные источники почти всегда «неполные» — не хватает $1$–$2$ незаменимых аминокислот. Решение: комбинирование. Рис $+$ бобы $=$ полный набор. Пшеница $+$ горох $=$ полный набор. Это и есть основа традиционной кухни ($daal$ $+$ рис в Индии, тортилья $+$ бобы в Мексике).

Для веганов: $+20\%$ к суточной норме белка (т.е. $2{,}0$–$2{,}5$ г/кг вместо $1{,}6$–$2{,}0$) компенсирует более низкое качество. Лейциновый порог достигается порцией $40$ г растительного белка вместо $30$ г животного.

Раздел 6 · $BCAA$ vs $EAA$

$BCAA$ — главный миф спортивного питания

$BCAA$ (Branched-Chain Amino Acids: лейцин, изолейцин, валин) продают как «строительные блоки мышц». На деле $BCAA$ без других незаменимых аминокислот не запускают $MPS$ полноценно. Это потраченные деньги по сравнению с обычным белком или $EAA$.

Почему $BCAA$ не работают сами по себе

Для синтеза белка нужны все $9$ незаменимых аминокислот. $BCAA$ — только $3$ из них. Лейцин запускает $mTORC1$, но не даёт материал для строительства. Без остальных $6$ аминокислот синтез упирается в недостаток субстрата.

Метафора: лейцин — это «стартер двигателя». Запускает машину. Но если нет бензина (других аминокислот) — машина никуда не поедет. $BCAA$ заводят, но не везут.

$Witard$ et al. ($2018$) сравнили: $BCAA$ ($5{,}6$ г) vs whey ($25$ г) после тренировки. Whey увеличил $MPS$ на $96\%$ от максимума, $BCAA$ — на $22\%$. $BCAA$ просто не работают как самостоятельная добавка.

$EAA$ как альтернатива

$EAA$ ($Essential \ Amino \ Acids$ — все $9$) — улучшенная версия $BCAA$. Содержат все нужные кирпичики. Когда полезны: тренировки натощак, между приёмами пищи длинные перерывы, путешествия, веганам как дополнение.

Но: $30$ г обычного whey-протеина уже содержит все аминокислоты в достаточном количестве. $EAA$ как добавка имеет смысл только для специфических ситуаций, не как замена белку.

Что забрать из углубления

$I$ $mTORC1$ — пороговый переключатель: $\geq 2{,}5$–$3$ г лейцина на приём активирует $MPS$. Меньше — слабый ответ, больше — плато.
$II$ $3$–$5$ приёмов белка по $\sim 30$ г в день — оптимум. Не «много белка раз в день», а регулярные пороговые стимулы.
$III$ «$30$-минутное окно» — миф. Реальное окно $24$–$48$ часов после тренировки. Важна суточная сумма белка, не точный тайминг.
$IV$ $BCAA$ почти не работают как самостоятельная добавка. Нужны все $9$ незаменимых аминокислот. $30$ г whey $\gg$ $BCAA$.
$V$ Веганам $+20\%$ к норме белка + комбинирование (бобы $+$ зерно). Лейциновый порог достижим, но требует больше еды.
Источники
  1. Moore D.R., et al. (2009). Ingested protein dose response of muscle protein synthesis. Am J Clin Nutr. поиск источника
  2. Schoenfeld B.J., Aragon A.A. (2018). How much protein can the body use in a single meal? J Int Soc Sports Nutr. поиск источника

Образовательный материал — не заменяет консультацию врача. Ссылки ведут на поиск источника; точные реквизиты сверяйте с оригиналом.