Lösin ve Kas Protein Sentezi

Lösin ve Kas Protein Sentezi

Hayatında egzersiz ve spora herhangi bir seviyede yer vermiş bir bireyin büyük ihtimalle duymuş olduğu birkaç besin destek ürününden birisi de “dallı zincirli amino asitler”, namı diğer BCAA’dir. Vücudumuzda bulunan protein yapıları 20 adet farklı amino asidin bir araya gelmesi ile oluşmaktadır. Bu 20 adet amino asidin, 9 tanesi elzem amino asit, yani vücut tarafından sentezlenemeyen ve dışarıdan besinler aracılığı ile alınması gerekli olan, olarak sınıflandırılmaktadır. Bu aşamada arjinin ve histidin amino asitlerine ayrı bir parantez açmak gerekir. Bu amino asitler, içinde bulunulan fizyolojik dönem ve duruma (büyüme ve gelişme çağı, hamilelik, travma, vb.) göre elzem amino asit olarak sınıflandırılabilmektedir ki buna “koşullara bağlı elzem amino asit” denilmektedir. Bu 9 adet elzem amino asitin içerisinde yer alan lösin, izolösin ve valin amino asitleri, yazımızda bahsedeceğimiz ve kas protein sentezi ile ilişkisini inceleyeceğimiz dallı zincirli amino asitler grubunu meydana getirmektedir.

Kas protein sentezi, vücutta gerçekleşen kas protein yapımı ve yıkımı miktarları arasındaki dengenin, kas protein yapımı lehine bozulması sonucu gerçekleşmektedir. Öncelikle kas protein yapımının egzersiz ile ilişkisini incelersek, kas protein sentezinin dinlenim durumuna kıyasla, egzersiz sırasında azaldığını, egzersiz sonrasında ise tam tersine arttığını bilmekteyiz ⁽¹⁾. Kas protein yıkımı ise, egzersiz sırasında dinlenim durumuna göre değişmez veya azalırken (bu konuda halen daha çok araştırma gereklidir), egzersiz sonrasında katiyetle artmaktadır ⁽²⁾. Bu bilgiler ışığında beslenme faktörünü denklemin dışında tuttuğumuzda, önümüzdeki tablo bize; aç durumda gerçekleştirilen egzersizler sonucunda kas protein yıkımı, yapımına kıyasla daha yüksek olacağından kas protein dengesi değerinin negatif kısımda kalacağını ortaya koymaktadır ⁽³⁾.

Peki bu denklemin içerisine beslenme faktörünü eklediğimiz zaman karşımıza nasıl bir tablo çıkmaktadır? Tam da bu soruya cevap arayan Levenhagen ve çalışma grubu, 5 erkek ve 5 kadından oluşan 10 kişilik gönüllü ekibine 3 farklı beslenme protokolü ile maksimal oksijen tüketiminin (VO₂maks) %60’ı şiddetinde 60 dakikalık bisiklet egzersizi yaptırmışlardır ⁽⁴⁾. Bu 3 farklı beslenme protokolü şu şekildedir; a) besin tüketilmemiştir, b) 8 g karbonhidrat, 3 g yağ içeren bir öğün, c) 10 g protein, 8 g karbonhidrat, 3 g yağ içeren bir öğün tüketilmiştir. Egzersizin hemen sonrası tüketilen bu öğünlerin, bacaklardaki protein yapımı ve yıkımı kinetikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. “a” ve “b” protokollerinde net protein dengesi benzer şekilde negatif alanda kalırken, c protokolü sonrası net protein dengesi değeri pozitif alanda yer almıştır. Bu çalışmanın sonucu bizlere, gerçekleştirilen egzersiz sonrası kas proteini açısından pozitif anlamda kazanım sağlayabilmek için, egzersiz sonrası tüketilen öğünün içerisinde mutlaka proteine yer verilmesi gerektiğini göstermektedir.

Sizlerin, “bu denklemin içerisine ne zaman dallı zincirli amino asitleri dahil edeceğiz?” dediğinizi duyar gibiyim. Şanslıyız ki bu soruyu soran bir başka bilim insanı ve çalışma grubunun gerçekleştirdiği çalışmada, 8 kişiden oluşan gönüllü grubu, %60 VO₂pik zorlukta 60 dakikalık bisiklet egzersizi gerçekleştirirken, bisiklet üzerinde 2 farklı besin destek ürünü protokolü uygulamışlardır ⁽⁵⁾. Uygulanan besin destek ürünü protokolleri arasındaki fark ise, 10 g’lık elzem amino asit karışımlarından birisinin lösin içeriği 1,87 g iken, diğer elzem amino asit karışımın 3,5 g lösin içermesidir. Çalışmanın sonucunda ise, lösin içeriği daha zengin olan elzem amino asit karışımının, diğer karışıma göre “vastus lateralis” kas protein yapımını %33 daha fazla oranda gerçekleştirmiştir.

Ancak bu çalışmaya eleştirel bir göz ile yaklaşıp; “Lösin önderliğindeki dallı zincirli amino asitlerin, kas protein sentezini arttırmadaki gücünün bir sınırı var mıdır?”, “Aynı miktarda lösin içeren ancak diğer elzem amino asitleri eksik miktarda içeren bir karışım yine aynı kas protein sentezini arttırma gücüne sahip midir?” sorularını sorduğumuzda alacağımız cevaplar bize daha net bir çerçeve sunabilecektir. Bu sorulara cevap bulabilmek adına bir çalışma protokolü oluşturduğumuzu hayal edelim. Bu çalışmada, gönüllülerimiz 2 farklı besin destek ürünü protokolü uygulayarak, kas protein yapımını uyaracak bir direnç egzersizi gerçekleştirsinler. Bu besin destek ürünü protokolleri arasındaki fark ise, aynı miktarda lösin amino asidi içermelerine karşın, karışımlardan birisinin elzem amino asit içeriği yetersiz iken, diğerininki yeterli olsun (örneğin, 3 g lösin içeren 6,25 gramlık Whey protein karışımı ve 3 g lösin içeren 25 gramlık Whey protein karışımı gibi). Bu besin destek ürünü protokollerinin “vastus lateralis” kas protein yapımı üzerindeki etkisinin ortaya çıkartılabilmesi adına, direnç egzersizi hemen sonrası, 1. saat sonu, 3. saat sonu ve 5. saat sonunda bu bölgeden kas biyopsileri alınsın ve bu değerler karşılaştırılsın. Bu çalışmanın sonucunda, yukarıda sorduğumuz sorulardan birinin yanıtını elde etmiş olurduk. İşte bu planını oluşturduğumuz çalışmanın bir benzerini (aslında çok daha iyisini) Churchward-Venne ve çalışma grubu gerçekleştirmiştir. Çalışmanın sonucunda, lösin içeriği eşit olsa da diğer elzem amino asitler içeriği açısından yetersiz olan Whey proteini karışımının ilk 1-3 saatlik periyotta “vastus lateralis” kas proteini yapımı konusunda, diğer elzem amino asitleri de yeterli miktarda içeren Whey proteini karışımı ile başa baş gidebilmiştir. Ancak 3-5 saatlik periyoda girildiğinde protein yapımı seviyesinin yetersiz kaldığı ortaya koymuştur ⁽⁶⁾.

Yukarıda bahsi geçen çalışmalardan elde edilen veriler ve bu alanda gerçekleştirilmiş diğer çalışmaların ışığında, yapılabilecek en ihtiyatlı yorum; dallı zincirli amino asit içeren besin destek ürünleri veya lösin amino asidinin sadece kendisini içeren besin destek ürünleri, diğer elzem amino asitlerin yokluğunda, tüketilmesinin hemen sonrası kas protein yapımını arttırıcı ve kas protein yıkımını baskılayıcı özellikleri olsa dahi, egzersizi takip eden saatlerde, bütün elzem amino asitleri yeterli miktarda içeren protein karışımlarına karşı kas yapımını arttırmada yetersiz kalabileceği yönünde olacaktır ^(7,8).

Kaynaklar

1. Dreyer HC, Fujita S, Cadenas JG, Chinkes DL, Volpi E, Rasmussen BB. Resistance exercise increases AMPK activity and reduces 4E-BP1 phosphorylation and protein synthesis in human skeletal muscle. J Physiol. 2006;576(Pt 2):613-624.
2. Kumar V, Atherton P, Smith K, Rennie MJ. Human muscle protein synthesis and breakdown during and after exercise. J Appl Physiol (1985). 2009;106(6):2026-2039.
3. Phillips SM, Tipton KD, Ferrando AA, Wolfe RR. Resistance training reduces the acute exercise-induced increase in muscle protein turnover. Am J Physiol. 1999;276(1):E118-E124.
4. Levenhagen DK, Carr C, Carlson MG, Maron DJ, Borel MJ, Flakoll PJ. Postexercise protein intake enhances whole-body and leg protein accretion in humans. Med Sci Sports Exerc. 2002;34(5):828-837.
5. Pasiakos SM, McClung HL, McClung JP, et al. Leucine-enriched essential amino acid supplementation during moderate steady state exercise enhances postexercise muscle protein synthesis. Am J Clin Nutr. 2011;94(3):809-818.
6. Churchward-Venne TA, Burd NA, Mitchell CJ, et al. Supplementation of a suboptimal protein dose with leucine or essential amino acids: effects on myofibrillar protein synthesis at rest and following resistance exercise in men. J Physiol. 2012;590(11):2751-2765.
7. Wolfe RR. Branched-chain amino acids and muscle protein synthesis in humans: myth or reality?. J Int Soc Sports Nutr. 2017;14:30.
8. Jäger R, Kerksick CM, Campbell BI, et al. International Society of Sports Nutrition Position Stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr. 2017;14:20.