Cum se valorifică puterea anabolică a volumului celular

1694
Vovich Geniusovich
Cum se valorifică puterea anabolică a volumului celular

Antrenamentul intens activează sinteza proteinelor, dar numai dacă există nutriția potrivită pentru a o susține. Dacă ați citit articolul pe care John Meadows și eu l-am scris numit Maximize Protein Synthesis sau dacă ați citit ceva despre care T Nation spune despre acest subiect de ani de zile, probabil că sunteți familiarizat cu conceptul de „fereastră anabolică” și cu importanța de nutriție peri-antrenament.

Ceea ce se întâmplă la nivel celular în orele de după antrenament este predictiv pentru câștigurile pe termen lung. Profitați de această „fereastră anabolică” și veți crește ca niciodată. Îmi lipsește în mod constant și, bine, noroc.

Obținerea macronutrienților potriviți la momentul potrivit este cheia, dar macro-urile sunt doar o parte din imaginea de ansamblu. Un aspect important, dar adesea neglijat, al sintezei proteinelor musculare este volumul celular. Volumul celulei nu este doar cosmetic; este principalul factor de transport al aminoacizilor, lucrează și în culise pentru a activa sinteza proteinelor și a suprima degradarea proteinelor.

Volumul celulei: Link-ul lipsă

Un mușchi complet / volumizat este un mușchi anabolic. Deși știm de peste 20 de ani că umflarea celulelor inhibă descompunerea proteinelor și stimulează sinteza proteinelor în anumite celule (1-3), până de curând, mecanismul care leagă volumul celulei de sinteza proteinelor a fost un mister.

Ceea ce știm acum este că sinteza proteinelor este controlată de enzima mTOR, care este activată de stresul mecanic, factorii de creștere și leucina.

În timp ce toate aceste trei sunt importante pentru stimulul de antrenament, semnalizarea mTOR este, de asemenea, dependentă de volumul celulei.(4) Acest lucru este deosebit de important în mușchii scheletici, unde volumizarea celulelor activează sinteza glicogenului și a proteinelor și inhibă descompunerea proteinelor.(5, 6)

Descoperirea științifică care a condus la conexiunea dintre volumul celular și sinteza proteinelor a avut loc în 2005, când un grup de oameni de știință a descoperit că este nevoie de mai mult decât leucină pentru a activa mTOR - este necesară și glutamina.(7)

Aceasta a fost o surpriză. Deși glutamina este considerată un aminoacid „esențial condiționat” care limitează defalcarea proteinelor în timpul traumei severe sau stresului, nu a fost niciodată legat de activarea mTOR.

Glutamina a fost necesară pentru absorbția leucinei și pentru volumizarea celulelor, ambele fiind necesare pentru a activa sinteza proteinelor. Autorii au continuat să arate că glutamina celulară epuizare nu numai că are ca rezultat o reducere a volumului celular, dar reduce și capacitatea leucinei de a activa sinteza proteinelor.(7)

Această descoperire a fost imensă, deoarece a furnizat o legătură directă între glutamină, volumizarea celulelor și sinteza proteinelor. Pentru prima dată, s-a arătat că glutamina este necesară pentru activarea sintezei proteinelor de către leucină.

Rezultatele acestui studiu:

  • Glutamina este necesară pentru ca leucina să aibă acces în celulă pentru a activa sinteza proteinelor.
  • Volumizarea celulelor induse de glutamină este necesară pentru a activa sinteza mTOR și a proteinelor.

În timp ce acest studiu a sugerat că glutamina este o piesă foarte importantă a puzzle-ului care leagă volumul celulei și sinteza proteinelor, mecanismul exact nu a fost elaborat până în 2009, când Nicklin și colab. a descoperit că exportul de glutamină este cuplat la importul de leucină și activarea mTOR.(8)

Pentru a introduce leucina în celulă, există o perioadă inițială de „încărcare a glutaminei.”Aceasta atrage, de asemenea, apa, crescând volumul celulei. După faza de „încărcare a glutaminei”, glutamina este exportată din celulă în schimbul importului de leucină.

Nicklin și colab. De asemenea, a descoperit că nivelurile de glutamină celulară limitează rata pentru activarea sintezei proteinelor de către leucină. Când celulele au fost tratate simultan cu glutamină și un amestec de EAA conținând leucina, activarea sintezei proteinelor a fost întârziată timp de 60 de minute. Când aceleași celule au fost „pre-încărcate” cu glutamină, sinteza proteinelor a fost activată în decurs de 1-2 minute după ce celulelor li s-a administrat leucină.

Acest rezultat a fost important deoarece a explicat timpul de întârziere pentru activarea sintezei proteinelor de către leucină în acest model experimental.

Rezultatele acestui studiu:

  • Glutamina limitează rata pentru activarea sintezei proteinelor cu leucina.
  • O celulă trebuie să fie „preîncărcată cu glutamină” pentru a importa leucina.

Aceste rezultate aruncă în sfârșit o lumină asupra mașinilor celulare care reglează transportul aminoacizilor și modul în care este cuplat cu controlul sintezei proteinelor.

Cu toate acestea, această lucrare trebuie interpretată cu un anumit grad de prudență. O avertisment important la aceste studii a fost că acestea au fost efectuate in vitro (i.e. în culturi celulare) unde reglarea sau sinteza proteinelor este mult mai simplă. Celulele musculare sunt capabile să producă glutamină după cum este necesar din alți aminoacizi, iar „epuizarea glutaminei” în acest model de cultură celulară nu este reprezentativă pentru mai multe situații fiziologice in vivo.

Ratele ridicate de sinteză a proteinelor nu pot fi menținute la nesfârșit în țesutul muscular cu sau fără supliment de glutamină. Totuși, glutamina poate fi utilizată pentru a sprijini în mod strategic sinteza proteinelor prin optimizarea volumizării celulare în perioada post-antrenament.

Transport activ terțiar (TAT): Cum intră Leucina în celulă

Celulele sunt foarte ocupate și există multe canale ionice legate de membrană și proteine ​​transportoare care reglează traficul în și din celulă. Există în special două clase de transportori de aminoacizi care sunt importanți aici: transportorii de aminoacizi „Sistemul L” și „Sistemul A” sunt cel mai strâns legați de semnalizarea mTOR și de sinteza proteinelor.(8-10)

Activitatea transportoarelor System A și System L este cuplată, ceea ce permite leucinei și a celorlalte BCAA să fie absorbite în celulă.(11) Transportorii de sistem L sunt responsabili de afluxul de leucină și de celelalte BCAA în schimbul efluxului de glutamină.

Transportorii sistemului A funcționează printr-un mecanism diferit, totuși, în care glutamina este cuplată la absorbția de sodiu.(12, 13) Cuplarea dintre absorbția de sodiu și transportorii de aminoacizi System L / System A se numește transport activ terțiar (TAT pe scurt). TAT este cel care conduce în cele din urmă leucina în interiorul celulei, ducând la activarea mTOR și la sinteza proteinelor.(11)

Puteți vedea cum funcționează TAT în figura de mai jos:

În primul rând, o pompă legată de membrană numită pompă ATPază sodiu-potasiu (Na + / K + ATPază, roșie în figura de mai sus) folosește energia din ATP pentru a muta sodiul în afara celulei, împotriva gradientului său de concentrație.

Concentrația crescută de sodiu în afara celulei este cuplată la importul de glutamină de către transportorul sistemului A (galben în figură). Afluența de glutamină și sodiu în celulă atrage, de asemenea, apă suplimentară, provocând umflarea celulei. Acest lucru pune celula într-o stare anabolică, pregătind mecanismul de sinteză a proteinelor pentru activare.

Când glutamina se acumulează la niveluri suficient de ridicate în interiorul celulei, sunt activate transportoarele System L (albastre în figură), care transferă glutamina în afara celulei în schimbul absorbției leucinei. Intrarea leucinei în celulă este declanșatorul sintezei proteinelor.

Deși până acum a fost o lecție excelentă de biochimie, descoperirea TAT nu este importantă doar pentru biologii celulari. Acum, că știm cum este cuplat volumul celular cu transportul aminoacizilor și sinteza proteinelor, putem proiecta mai multe strategii nutriționale pentru a maximiza procesul atunci când acesta contează - în perioada critică post-antrenament.

Strategia nr. 1: Hidratează-te

Sinteza proteinelor depinde în totalitate de hidratarea celulelor - dacă ești chiar puțin deshidratat, capacitatea de a-ți reveni după un antrenament intens este complet compromisă. A obține multă apă este o nebunie aici, dar apa singură nu este suficientă.

Electrolitii precum sodiul, potasiul, clorura și fosfatul funcționează și ca „osmoliți” deoarece atrag apă în celulă. După o sesiune de antrenament intensă, avem nevoie de apă, aminoacizi și electroliți pentru a maximiza procesul de volumizare a celulei care determină sinteza proteinelor.

Sodiu, magneziu, calciu, potasiu, fosfat și clorură (pentru a numi câteva) sunt toate importante aici. La un nivel minim (cu excepția cazului în care faceți acest lucru sub sfatul medicului dumneavoastră), nu vă feriți de sodiu înainte sau după antrenament. Dacă sunteți epuizat cu sodiu, pompa de la antrenament va fi aproape inexistentă, iar sodiul este necesar pentru absorbția glutaminei.

Pentru a elimina presupunerile, Surge® Workout Fuel și Plazma ™ sunt proiectate cu rapoarte electrolitice ideale pentru a susține volumul celulei și sinteza proteinelor.

Strategia nr. 2: încărcarea glutaminei

Asimilarea glutaminei în celulă determină volumizarea celulei, amorsând celulele musculare pentru sinteza proteinelor. Așa cum am menționat, un mușchi complet / volumizat este un mușchi anabolic. Împreună cu antrenarea transportului aminoacizilor, volumizarea celulelor crește și sinteza glicogenului și inhibă descompunerea proteinelor.(4-6)

Sinteza proteinelor este suprimată de epuizarea glutaminei, care are implicații uriașe pentru sportivii care se antrenează greu. După o sesiune de antrenament intensă, este montat un răspuns inflamator, care permite celulelor imune să circule în țesutul muscular ars pentru a începe procesul de reparare / reconstrucție.(14)

Glutamina este preluată atât de rapid de celulele imune încât este considerată „combustibilul sistemului imunitar.”(15) Nu este surprinzător faptul că s-a demonstrat că un antrenament intens determină epuizarea glutaminei plasmatice.(16-18)

Din acest motiv, cerințele de glutamină cresc în perioada post-antrenament, unde răspunsul imun local poate concura pentru disponibilitatea glutaminei la celulele musculare primare pentru absorbția aminoacizilor și sinteza proteinelor.

Preîncărcare celulele cu glutamină pot reduce, de asemenea, „timpul de întârziere” asociat cu activarea leucinei a sintezei proteinelor. Dacă nu faceți deja acest lucru, luați 10-15g de glutamină sau peptide de glutamină imediat după antrenament. Deoarece BCAA sunt un alt substrat preferat pentru sinteza glutaminei musculare și s-a dovedit, de asemenea, că crește producția de glutamină musculară (19-21), BCAA și leucina sunt, de asemenea, utile în perioada de pre-antrenament pentru a ajuta la maximizarea producției endogene de glutamină.

Nota editorului: Întregul protocol Plamza / MAG-10, cu nutriția pre-antrenament, antrenament și post-antrenament, îndeplinește recomandările autorului pentru încărcarea mușchilor cu BCAA și leucină.

Strategia # 3: Primește pompa

Recent, s-a descoperit că consumul de EAA crește expresia atât a transportorilor de aminoacizi ai sistemului A, cât și ai sistemului L.(9) Este important, acest lucru se întâmplă la „nivel post-transcripțional”, ceea ce înseamnă la nivelul sintezei proteinelor, unde ARNm-urile existente sunt traduse în proteine.

Contrastează acest lucru cu „denovoExpresia proteinei - unde poate dura 16 sau mai multe ore pentru a sintetiza, procesa și transporta noi ARNm - activarea post-transcripțională a sintezei proteinelor poate avea loc în câteva minute până la ore, permițând celulelor să crească rapid nivelul anumitor proteine ​​atunci când este nevoie.

Dintr-o dată, avem mai multe stimulente pentru a avea un plan solid de nutriție peri-antrenament în loc - Aportul de EAA în perioadele de antrenament pre și peri dă roade mari după antrenament, crescând expresia transportorilor de aminoacizi, amorsând celula pentru absorbția maximă a aminoacizilor. și activarea sintezei proteinelor.

Izolatele sau hidrolizatele de proteine ​​cu absorbție rapidă, cum ar fi Mag-10® Protein Pulsing Protocol ™ sau Plazma ™ în perioadele pre-și peri-antrenament sunt ideale aici.

Strategia # 4: conexiunea la insulină

Insulina este cel mai anabolizant hormon din organism. Împreună cu activarea directă a sintezei proteinelor, insulina crește și translocarea transportorilor de aminoacizi din sistemul A către membrana celulară.(22)

Aceasta înseamnă că insulina determină afișarea mai multor transportoare ale sistemului A pe membrana celulară, gata să conducă mai multă glutamină în celulă. Mai multă glutamină duce la un volum mai mare de celule, ceea ce conduce mai multă leucină în celulă, ducând în cele din urmă la mai multe sinteze de proteine.

În timp ce EAA-urile cresc expresie de transportori AA, este semnalul de insulină care le permite să fie afișate pe suprafața celulei, gata să transfere aminoacizi noi în celulă.

Acesta este încă un motiv pentru care carbohidrații de antrenament pre și peri sunt o idee bună, cu excepția cazului în care vă aflați în modul de pierdere extremă a grăsimii: insulina crește capacitatea de transport a aminoacizilor celulari.

Strategia # 5: aminoacizi potențanți cu insulină

Glucidele cresc nivelul insulinei, dar anumiți aminoacizi pot fi folosiți și pentru a potența eliberarea insulinei. Glutamina este un activator puternic al hormonilor „incretinici”, care fac celulele producătoare de insulină din pancreas mai sensibile la glucoză.(23) Glicina potențează, de asemenea, eliberarea insulinei printr-un mecanism diferit.

Deși numai carbohidrații de după antrenament vor crește nivelul de insulină, combinarea acestor aminoacizi potențatori de insulină cu carbohidrați vă va supraîncărca pancreasul pentru o eliberare și mai mare de insulină. Deși este bine să mențineți nivelul insulinei pe partea inferioară de cele mai multe ori, nivelurile crescute de insulină în perioada de antrenament maximizează transportul aminoacizilor, volumul celular și sinteza proteinelor, suprimând în același timp degradarea proteinelor.

Strategia # 6: Producția de lactat tampon cu beta-alanină

Tipul de antrenament anaerob intens necesar pentru a construi o mulțime de mușchi de calitate duce la o producție considerabilă de lactat, scăderea pH-ului muscular. Acest lucru duce la oboseală și slăbiciune musculară timpurie, dar și anumiți transportori de aminoacizi, inclusiv sistemul A, sunt inhibați de pH scăzut.(13)

Când pH-ul muscular este scăzut, absorbția aminoacizilor este redusă, ceea ce suprimă activarea mTOR a sintezei proteinelor.(24) De asemenea, s-a demonstrat că inhibarea scăzută a pH-ului transportorilor de aminoacizi din sistemul A crește descompunerea proteinelor.(25)

Aici intervine beta-alanina. Nivelurile crescute de carnozină musculară acționează ca un tampon natural de acid, extinzând pragul anaerob prin limitarea scăderii pH-ului muscular de la antrenament.

Beta-alanina are o altă funcție importantă: să ajute la menținerea sintezei proteinelor și să o facă online mai repede după un antrenament intens, prevenind atenuarea transportului aminoacizilor.

Pentru a crește nivelul carnozinei musculare, luați două comprimate de Beta-7 ™ de trei ori pe zi.

Învelire

În timpul sesiunilor de antrenament intens, sinteza proteinelor este redusă și degradarea proteinelor este activată. Acest lucru este inevitabil pentru orice elevator de antrenament greu. Cu toate acestea, măsura în care putem minimaliza efectele catabolice ale antrenamentului și cu cât putem reveni mai repede la „modul anabolic” în perioada post-antrenament determină în cele din urmă cât de eficient ne vom recupera - și vom crește.

Sincronizarea macronutrienților este importantă, dar este un mijloc pentru atingerea unui scop. Volumul celular este principalul motor al transportului aminoacizilor și al sintezei proteinelor. Înțelegând cum se întâmplă transportul aminoacizilor și cum este reglat de volumul celulelor, putem obține mai multă leucină în celulele musculare aruncate mai repede, alimentând astfel focul anabolic și ducând în final la câștiguri mai bune.

Strategiile de mai sus sunt eficiente, practice și se bazează pe cele mai recente cercetări științifice. Folosiți-le ca șablon pentru a vă duce progresul la antrenament la nivelul următor.

Aștept cu nerăbdare întrebările dvs. pe LiveSpill!

Referințe

  1. Haussinger D, Hallbrucker C, vom DS, Decker S, Schweizer U, Lang F și colab. Volumul celular este un factor determinant major al controlului proteolizei în ficat. FEBS Lett 1991; 283: 70-2.
  2. Haussinger D, Hallbrucker C, vom DS, Lang F, Gerok W. Umflarea celulară inhibă proteoliza în ficatul de șobolan perfuzat. Biochem J 1990; 272: 239-42.
  3. Stoll B, Gerok W, Lang F, Haussinger D. Volumul celulelor hepatice și sinteza proteinelor. Biochem J 1992; 287 (Pt 1): 217-22.
  4. Schliess F, Richter L, vom DS, Haussinger D. Hidratarea celulei și semnalizarea dependentă de mTOR. Acta Physiol (Oxf) 2006; 187: 223-9.
  5. SY scăzut, Rennie MJ, Taylor PM. Implicarea integrinelor și a citoscheletului în modularea sintezei glicogenului muscular scheletic prin modificări ale volumului celular. FEBS Lett 1997; 417: 101-3.
  6. SY scăzut, Rennie MJ, Taylor PM. Elemente de semnalizare implicate în răspunsurile de transport ale aminoacizilor la volumul modificat al celulelor musculare. FASEB J 1997; 11: 1111-7.
  7. Fumarola C, La MS, Guidotti GG. Semnalizarea aminoacizilor prin ținta mamamicului a căii rapamicinei (mTOR): Rolul glutaminei și al contracției celulare. J Cell Physiol 2005; 204: 155-65.
  8. Nicklin P, Bergman P, Zhang B, Triantafellow E, Wang H, Nyfeler B, și colab. Transportul bidirecțional al aminoacizilor reglează mTOR și autofagia. Cell 2009; 136: 521-34.
  9. Drummond MJ, Glynn EL, Fry CS, Timmerman KL, Volpi E, Rasmussen BB. O creștere a disponibilității aminoacizilor esențiali reglează expresia transportorului de aminoacizi în mușchii scheletici umani. Am J Physiol Endocrinol Metab 2010; 298: E1011-E1018.
  10. Heublein S, Kazi S, Ogmundsdottir MH, Attwood EV, Kala S, Boyd CA și colab. Transportorii de aminoacizi asistați de protoni sunt regulatori conservați ai proliferării și activării mTORC1 dependente de aminoacizi. Oncogene 2010; 29: 4068-79.
  11. Baird FE, Bett KJ, MacLean C, Tee AR, Hundal HS, Taylor PM. Transportul activ terțiar al aminoacizilor reconstituit prin coexprimarea transportorilor sistemului A și L în ovocitele Xenopus. Am J Physiol Endocrinol Metab 2009; 297: E822-E829.
  12. Hundal HS, Taylor PM. Transceptori de aminoacizi: păzitori ai schimbului de nutrienți și regulatori ai semnalizării nutrienților. Am J Physiol Endocrinol Metab 2009; 296: E603-E613.
  13. Hyde R, Taylor PM, Hundal HS. Transportori de aminoacizi: roluri în detectarea și semnalizarea aminoacizilor în celulele animale. Biochem J 2003; 373: 1-18.
  14. Newsholme EA, Calder PC. Rolul propus al glutaminei în unele celule ale sistemului imunitar și consecințele speculative pentru întregul animal. Nutriție 1997; 13: 728-30.
  15. Ardawi MS, Newsholme EA. Activități maxime ale unor enzime ale glicolizei, ciclului acidului tricarboxilic și căi de utilizare a cetonei-corp și glutamină în limfocitele șobolanului. Biochem J 1982; 208: 743-8.
  16. Agostini F, Biolo G. Efectul activității fizice asupra metabolismului glutaminei. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2010; 13: 58-64.
  17. MP Miles, Naukam RJ, Hackney AC, Clarkson PM. Fluctuații ale leucocitelor din sânge și glutamină după exerciții excentrice. Int J Sports Med 1999; 20: 322-7.
  18. Walsh NP, Blannin AK, Clark AM, Cook L, Robson PJ, Gleeson M. Efectele exercițiului intermitent de mare intensitate asupra concentrațiilor plasmatice de glutamină și acizi organici. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1998; 77: 434-8.
  19. Darmaun D, ​​Just B, Messing B, Rongier M, Thuillier F, Koziet J, și colab. Metabolismul glutaminei la bărbații adulți sănătoși: răspuns la hrănirea enterală și intravenoasă. Am J Clin Nutr 1994; 59: 1395-402.
  20. Biolo G, De CM, Dal M, V, Lorenzon S, Antonione R, Ciocchi B, și colab. Răspunsul proteinelor musculare și cineticii glutaminei la aminoacizii îmbogățiți cu lanț ramificat la pacienții cu terapie intensivă după o intervenție chirurgicală cu cancer radical. Nutriție 2006; 22: 475-82.
  21. Darmaun D, ​​Dechelotte P. Rolul leucinei ca precursor al glutaminei alfa-amino azotului in vivo la om. Am J Physiol 1991; 260: E326-E329.
  22. Hyde R, Peyrollier K, Hundal HS. Insulina promovează recrutarea suprafeței celulare a sistemului SAT2 / ATA2 Un transportor de aminoacizi dintr-un compartiment endosomal din celulele musculare scheletice. J Biol Chem 2002; 277: 13628-34.
  23. Vilsboll T, Holst JJ. Incretine, secreție de insulină și diabet zaharat de tip 2. Diabetologia 2004; 47: 357-66.
  24. Evans K, Nasim Z, Brown J, Butler H, Kauser S, Varoqui H, și colab. Pompa de glutamină cu sensibilitate la acidoză SNAT2 determină nivelurile de aminoacizi și ținta mamiferelor de rapamicină care semnalizează sinteza proteinelor în celulele musculare L6. J Am Soc Nephrol 2007; 18: 1426-36.
  25. Evans K, Nasim Z, Brown J, Clapp E, Amin A, Yang B și colab. Inhibarea SNAT2 prin acidoză metabolică îmbunătățește proteoliza în mușchiul scheletic. J Am Soc Nephrol 2008; 19: 2119-29.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.