Sind nicht-essentielle Aminosäuren notwendig, um die Muskelproteinsynthese zu stimulieren?

Wenn nicht-essentielle Aminosäuren für die Stimulation des Muskelanabolismus bei älteren Menschen unnötig sind, könnten selbst hochwertige Proteine für die wirksame Behandlung von Sarkopenie unzureichend sein, da sie eine erhebliche Menge an Kalorien in Form von nicht-essentiellen Aminosäuren enthalten. Um zu testen, ob nicht-essentielle Aminosäuren für den durch Aminosäuren stimulierten Anstieg der Muskelproteinsynthese und des Anabolismus bei älteren Menschen erforderlich sind, haben wir die Reaktion der Muskelproteinsynthese, des Abbaus und der Nettobilanz bei gesunden älteren Probanden entweder auf ein Supplement mit essentiellen Aminosäuren oder ein Supplement mit ausgewogenen Aminosäuren gemessen.

Sind nicht-essentielle Aminosäuren notwendig, um die Muskelproteinsynthese zu stimulieren?

Wenn nicht-essentielle Aminosäuren für die Stimulation des Muskelanabolismus bei älteren Menschen unnötig sind, könnten selbst hochwertige proteine für die wirksame Behandlung von Sarkopenie unzureichend sein, da sie eine erhebliche Menge an Kalorien in Form von nicht-essentiellen Aminosäuren enthalten. Um zu testen, ob nicht-essentielle Aminosäuren für den durch Aminosäuren stimulierten Anstieg der muskelproteinsynthese und des Anabolismus bei älteren Menschen erforderlich sind, haben wir die Reaktion der Muskelproteinsynthese, des Abbaus und der Nettobilanz bei gesunden älteren Probanden entweder auf ein Supplement mit essentiellen Aminosäuren oder ein Supplement mit ausgewogenen Aminosäuren gemessen. Daten, die bei jungen Probanden gewonnen wurden, deuten darauf hin, dass essentielle Aminosäuren hauptsächlich für die Stimulation der Muskelproteinsynthese verantwortlich sind (12, 13), während nicht-essentielle Aminosäuren anscheinend selbst bei sehr hohen Dosen unwirksam sind (13). Darüber hinaus wurde bei jungen menschlichen Probanden gezeigt, dass eine Anflutungsdosis einer einzelnen essentiellen Aminosäure (Leucin, Phenylalanin, Threonin oder Valin) die Syntheseraten von Skelettmuskelproteinen verdoppelte, während Anflutungsdosen einzelner nicht-essentieller Aminosäuren (Arginin, Glycin und Serin) keinen Effekt auf die Muskelproteinsynthese hatten (12, 13, 29).

Theoretisch entspricht die maximale Stimulation der Muskelproteinsynthese im post-absorptiven Zustand als Reaktion auf BCAAs allein der Differenz zwischen Muskelproteinabbau und Muskelproteinsynthese (etwa 30 % größer als die Synthese), da die anderen EAAs, die für die Synthese von neuem Protein benötigt werden, nur aus dem Muskelproteinabbau gewonnen werden können. Insbesondere die Phenylalanin-Nettobilanz über das Bein, die im Grundzustand negativ war (was auf einen Netto-Muskelproteinkatabolismus hinweist), verschob sich zu einem positiven Wert während der Aufnahme von 18 g essentiellen Aminosäuren allein oder in Kombination mit 22 g nicht-essentiellen Aminosäuren (ausgewogene Mischung), was auf einen Netto-Muskelproteinanabolismus hinweist. Nicht-essentielle Aminosäuren sind nicht notwendig, um die Netto-Muskelproteinsynthese bei gesunden Probanden zu stimulieren. Wir haben untersucht, ob nicht-essentielle Aminosäuren in einer Nahrungsergänzung erforderlich sind, um den Muskelprotein-Anabolismus bei älteren Menschen zu stimulieren.

Wir haben gezeigt, dass ausgewogene Aminosäuren den Muskelproteinanabolismus bei älteren Menschen stimulieren, aber es ist unbekannt, ob alle Aminosäuren notwendig sind, um diesen Effekt zu erzielen. In diesem Fall sollte die Eliminierung von nicht-essentiellen Aminosäuren die anabole Effizienz eines Supplements für ältere Menschen maximieren, indem der Gesamtenergiegehalt gesenkt wird, während der stimulierende Effekt auf die Muskelproteinsynthese erhalten bleibt. Darüber hinaus unterstützen die Ergebnisse die Vorstellung, dass die Stimulation der Muskelproteinsynthese durch Aminosäuren nicht einfach durch eine allgemeine Erhöhung der Substratverfügbarkeit angetrieben wird, sondern durch die spezifische Wirkung einiger oder aller essentiellen Aminosäuren reguliert wird. Mehrere Autoren haben gezeigt, dass verzweigtkettige Aminosäuren (24, 25), insbesondere Leucin (26-28), die Muskelproteinsynthese bei Ratten stimulieren, indem sie die Boten-RNA-Translation über eine erhöhte Bildung des eukaryotischen Initiationsfaktor 4F-Komplexes, die Aktivierung des ribosomalen Proteins S6 und einen anderen Mechanismus, der noch nicht geklärt ist, verbessern (27, 28).

Bein Rd ist ein Maß für die Rate des Einbaus von Aminosäuren aus dem Blut in Muskelproteine, und Bein Ra ist die Summe der aus dem Proteinabbau freigesetzten Aminosäuren, die im Blut erscheinen, plus der Aminosäurezufuhr.