Leucyna – aminokwas egzogenny, który razem z izoleucyną i waliną należy do aminokwasów rozgałęzionych (BCAA)1, a oprócz budowania białek wydaje się sygnałem uruchamiającym syntezę białek mięśniowych2. Próg leucynowy to hipoteza, według której wielkość tej syntezy po posiłku zależy od dawki leucyny zawartej w białku. W dietetyce sportowej pojęcie to służy do porównywania białek i dobierania wielkości porcji.
Jak leucyna uruchamia syntezę białek mięśniowych?
Leucyna pobudza w komórce kompleks mTORC1, kinazę białkową opisaną przez Wolfsona i wsp. jako główny regulator wzrostu3. W ich badaniu na komórkach leucyna łączyła się z białkiem Sestrin2, które działa jak czujnik leucyny dla tej drogi przekazywania sygnału. Według zespołu Churchward-Venne’a leucyna reguluje syntezę białek mięśniowych przez pobudzenie mTOR i być może innych białek tej drogi4.
Samo wzmocnienie sygnału nie przekłada się automatycznie na więcej białka w mięśniu. W badaniu Glynn i wsp. 6 młodych mężczyzn i 8 młodych kobiet wypijało 10 g aminokwasów egzogennych z 1,8 albo 3,5 g leucyny5. Przy większej ilości leucyny poprawiły się niektóre składniki sygnału mTOR, ale synteza białek mięśniowych i bilans białka w mięśniu poprawiły się podobnie w obu grupach. Czas trwania syntezy po treningu wydaje się ograniczać zarówno sygnał, czyli stężenie leucyny, jak i dostępność pozostałych aminokwasów egzogennych.
Na czym polega hipoteza progu leucynowego?
Hipotezę wyzwalacza leucynowego opisuje Phillips: leucyna uruchamia wzrost syntezy, więc białka bogatsze w leucynę mają działać mocniej niż uboższe. Wilkinson i wsp. rozdzielają dwa pojęcia. Próg leucynowy dotyczy dawki leucyny zjedzonej w białku, a wyzwalacz leucynowy przebiegu jej stężenia we krwi: wysokości szczytu, tempa wzrostu i całkowitej dostępności6.
Grupa ekspertów Unii Europejskich Związków Piłkarskich (UEFA) uznaje u piłkarzy za optymalne około 2,5 g leucyny na posiłek7. Zaromskyte i wsp. przypominają, że dla osób starszych w literaturze proponowano próg 3 g leucyny dla maksymalnego pobudzenia syntezy8.
Churchward-Venne i wsp. porównali u 40 mężczyzn w wieku około 21 lat 25 g białka serwatkowego (3,0 g leucyny) z porcją 6,25 g (0,75 g leucyny), także uzupełnioną leucyną do 3,0 albo 5,0 g9. W okresie 1,5–4,5 godziny po posiłku synteza była największa po 25 g białka (około 267%) i po małej porcji z 5,0 g leucyny (około 220%). We wcześniejszym badaniu tego zespołu 24 mężczyzn po treningu oporowym otrzymywało 25 g białka serwatkowego albo 6,25 g z leucyną w tej samej ilości. W ciągu 1–3 godzin po wysiłku obie porcje działały podobnie, ale w 3.–5. godzinie synteza pozostała podwyższona tylko po pełnej porcji białka.
Które białka zawierają najwięcej leucyny?
Najwięcej leucyny zawierają białka mleka (9–11%), jaj (8,6%) i mięsa (8%), a mniej białka roślinne. Białko serwatkowe zawiera 11% leucyny, a kazeina 9,3%. Gorissen i wsp. zmierzyli skład aminokwasowy izolatów białek roślinnych10. Zawartość leucyny wahała się w nich od 5,1% w białku konopi do 13,5% w białku kukurydzy, wobec 9,0% w białku mleka, 7,0% w białku jaja i 7,6% w białku mięśni człowieka. Wartości dla mleka i jaja różnią się od podanych wyżej, bo pochodzą z odrębnych pomiarów, a nie z tego samego zestawienia. Średnio izolaty roślinne zawierały 7,1% leucyny, a zwierzęce 8,8%.
Ile białka roślinnego daje tyle leucyny co serwatka?
Białka roślinne dostarczają tej samej ilości leucyny dopiero w większej porcji. Gorissen i wsp. przyjmują za punkt odniesienia 25 g białka serwatkowego, które dostarcza 2,7 g leucyny. Tyle leucyny daje 20 g białka kukurydzy, a w innych izolatach potrzeba między innymi 33 g białka ziemniaka, 37 g brązowego ryżu, 38 g grochu, 40 g soi, 45 g pszenicy, 47 g owsa i 54 g konopi. Autorzy przytaczają też własne badanie, w którym zwiększenie porcji hydrolizatu białka pszenicy z 35 do 60 g, dla wyrównania leucyny z 35 g białka serwatkowego, wyraźnie podniosło syntezę białek mięśniowych.
Przegląd van Vlieta i wsp. wiąże możliwą słabszą odpowiedź mięśni na białka roślinne z ich mniejszą strawnością, względnym niedoborem niektórych aminokwasów egzogennych i niską zawartością leucyny11. Jako możliwe rozwiązania autorzy wymieniają większe porcje, łączenie kilku źródeł białka i wzbogacanie leucyną, lizyną lub metioniną, zaznaczając w 2015 roku, że ich wpływu na syntezę białek mięśniowych jeszcze nie zbadano. Szczegóły opisuje hasło Białko roślinne u sportowca.
Czy osoby starsze potrzebują więcej leucyny?
Według Phillipsa trening zwykle zwiększa wrażliwość mięśni na leucynę i obniża próg leucynowy, a starzenie się i bezczynność ten próg podnoszą. Mięsień przechodzi wtedy w stan oporności anabolicznej. Katsanos i wsp. podawali osobom starszym i młodym 6,7 g aminokwasów egzogennych z 26% albo 41% leucyny12. U osób starszych synteza wzrosła tylko po mieszaninie z 41% leucyny, u młodych po obu.
Devries i wsp. badali zdrowe kobiety w wieku 65–75 lat, po 11 w grupie13. W okresie suplementacji dwa razy dziennie wypijały 15 g białka mleka z 4,2 g leucyny albo 15 g białka mleka i soi z 1,3 g leucyny. Porcja bogatsza w leucynę silniej zwiększała syntezę białek mięśniowych, zarówno w nodze ćwiczącej, jak i w odpoczywającej.
W przeglądzie Wilkinson i wsp. starsi uczestnicy mieli 57–74 lata, średnio 68 lat. Dawka leucyny wiązała się z wielkością odpowiedzi po treningu u nich, ale nie u młodszych. Zaromskyte i wsp. zaliczali do osób starszych uczestników po 60. roku życia. Wyniki tych badań dotyczą głównie osób po sześćdziesiątce i nie opisują wprost trenujących po pięćdziesiątce.
Czy suplementacja samej leucyny zwiększa masę mięśni?
W badaniu Verhoevena i wsp. 2,5 g leucyny do każdego z trzech głównych posiłków nie zmieniło po 3 miesiącach ani masy mięśni, ani siły u 30 zdrowych mężczyzn w wieku średnio 71 lat, w porównaniu z placebo14.
Badania suplementacji leucyną u osób starszych dają jednak niejednolite wyniki. Metaanaliza Komara i wsp. objęła 16 badań z suplementami bogatymi w leucynę i 999 osób starszych15. Suplementacja zwiększała w nich beztłuszczową masę ciała średnio o 0,99 kg, wyraźniej u osób z sarkopenią, ale nie poprawiała siły mięśni.
Churchward-Venne i wsp. badali 24 osoby młode (średnio 23 lata) i 24 starsze (średnio 69 lat), aktywne rekreacyjnie, z unieruchomioną nogą przez 3 dni16. Dawka 5 g leucyny 3 razy dziennie nie zmniejszyła spadku syntezy białek mięśniowych ani ubytku mięśnia. Międzynarodowe Towarzystwo Żywienia Sportowego (ISSN), amerykańskie stowarzyszenie, zaleca, by nie suplementować samej leucyny, a największy wzrost syntezy przypisuje zrównoważonemu spożyciu aminokwasów egzogennych. Konsensus Międzynarodowego Komitetu Olimpijskiego (MKOl) o suplementach ocenia, że dla leucyny są tylko krótkoterminowe dane o mechanizmie, bez długich badań potwierdzających skuteczność17. W okresie wzrostu podstawą jest jedzenie. Przy dużej liczbie godzin treningu rozważa się odżywkę białkową, a u trenujących wyczynowo kreatynę z dietetykiem i rodzicem. Inne suplementy stosuje się tylko przy niedoborze, po badaniach, z decyzji lekarza.
Czy hipoteza progu leucynowego jest potwierdzona?
Przegląd systematyczny Zaromskyte i wsp. objął 29 badań, z których 16 potwierdzało hipotezę wyzwalacza leucynowego. Spośród tych 16 aż 13 przeprowadzono u osób starszych, a 14 dotyczyło izolowanych białek. Autorzy uznają, że hipoteza najlepiej opisuje osoby starsze i izolaty białkowe, a słabiej produkty spożywcze bogate w białko.
Wilkinson i wsp. nie znaleźli progu u osób starszych, bo synteza rosła z dawką leucyny bez wyraźnego wypłaszczenia, a żaden wskaźnik stężenia leucyny we krwi nie przewidywał wielkości syntezy po treningu. Opisane badania mierzyły syntezę przez kilka godzin albo dni, a w 3-miesięcznym badaniu Verhoevena i wsp. sama leucyna nie zwiększyła masy mięśni. Dowody na znaczenie leucyny w pojedynczym posiłku są więc umiarkowane, a dowody na sens suplementowania samej leucyny słabe. Ilości białka w ciągu dnia opisuje hasło Białko w sporcie.
Najczęstsze pytania
Ile leucyny zaleca się piłkarzom na jeden posiłek?
Około 2,5 g. Taką ilość grupa ekspertów UEFA uznaje u piłkarzy za optymalną.
Ile leucyny dostarcza 25 g białka serwatkowego?
Od 2,7 do 3,0 g, zależnie od pracy. Gorissen i wsp. przyjmują 2,7 g, a w badaniu Churchward-Venne’a i wsp. taka porcja zawierała 3,0 g leucyny.
Czy białka roślinne mają mniej leucyny niż zwierzęce?
Zwykle tak. Izolaty roślinne zbadane przez Gorissena i wsp. zawierały średnio 7,1% leucyny, a zwierzęce 8,8%, choć w białku kukurydzy było jej aż 13,5%.
Czy leucyna chroni mięśnie przy unieruchomieniu?
Nie w badaniu Churchward-Venne’a i wsp. U osób młodych i starszych z nogą unieruchomioną przez 3 dni 5 g leucyny 3 razy dziennie nie ograniczyło spadku syntezy białek mięśniowych ani ubytku mięśnia.
Zobacz też: Białko w sporcie, Synteza białek mięśniowych.
Artykuły: Ile białka dziennie bez odżywek.