Leucine-terskel og aktivering av proteinsyntese
Leucin er en av de 8 essensielle aminosyrene som må tilføres menneskekroppen for å kunne bygge muskler. Måten denne aminosyren skiller seg ut på, fra de øvrige 20 aminosyrene som til sammen danner protein, er at den aktiverer proteinsyntese (muskelvekst), via proteinkinasen mTOR og andre signalerveier for muskelproteinsyntese. Proteinkinase er en stor gruppe enzymer som fører til fosforylering av proteiner, og på den måten er viktig for biokjemiske prosesser i cellene. Det finnes mange ulike proteinkinaser og disse spiller en viktig rolle i reguleringen av cellenes metabolisme, genaktivitet og funksjon. MTOR, som er en proteinkinase, er en forkortelse for: mammalian target of rapamycin. Ved å aktivere mTOR vil man altså aktivere proteinsyntesen og bygge muskler. For å aktivere proteinsyntesen trengs aminosyren leucin, og det finnes også en terskel for hvor mye leucin som trengs for å aktivere proteinsyntesen 100 %.
Leucine trengs altså for å aktivere proteinsyntesen, via mTOR, og må inntas med en viss mengde for å aktivere muskelproteinsyntesen (MPS) maksimalt. Dog så trengs de øvrige aminosyrene for å bygge muskler, da leucin kun er en av byggeklossene for protein, som muskler består av. Dette er også bakgrunnen for at man ikke kan bygge muskler med kosttilskuddet BCAA, da man kun får i seg 3 av 8 byggeklosser som trengs for å danne proteiner i kroppen. Med inntak av BCAA eller leucin alene vil man altså aktivere proteinsyntesen, via mTOR, men man vil ikke bygge muskler på grunn av mangelen på øvrige aminosyrer som også trengs for muskelvekst.Hvor mye leucine innebærer leucine-terskelen?
Mengden leucine som trengs for å aktivere proteinsyntesen maksimalt varierer fra person til person, og det er foreslått av forskere at denne mengden er avhengig av kroppsvekt. Mengden leucin som aktiverer muskelproteinsyntesen 100 % er ifølge Norton et al. (2009) ca. 3-4 gram leucin, eller 0,05 gram per kg kroppsvekt. Mens en annen studie fra 2010 testet inntak av totalt 10 gram essensielle aminosyrer (EAA) med ulikt innhold av leucine. En gruppe fikk 1,85 gram leucine og en annen gruppe 3,50 gram, inkludert i den totale mengden på 10 gram EAA. Studien viste at 3,50 gram leucine gav høyere konsentrasjon av aminosyren i blodet, men at dette ikke førte til et større opptak i musklene, på noe tidspunkt over den 3-timer lange testperioden. Gruppen med størst inntak av leucine hadde heller ikke noen indikasjon til en høyere proteinsyntese enn gruppen som inntok 1,85 gram leucin, av totalt 10 gram essensielle aminosyrer. Dette indikerer sterkt at 1,85 gram leucine, eller ca. 0,025 gram/kg kroppsvekt, er nok til å aktivere proteinsyntesen 100 %. En viktig bemerkning her er at denne leucinemengden er når leucine inntas sammen med de andre essensielle aminosyrene, og ikke alene. Videre indikerer dette at mengden leucine som trengs for å aktivere muskelproteinsyntesen er avhengig av mengden tilgjengelige aminosyrer, utover leucine. Det er altså et mindre behov for leucine om man også spiser andre aminosyrer. Dette stemmer helt overens med forskning som viser at det å innta kun leucine, eller kun noen av de essensielle aminosyrene, ikke vil føre til muskelvekst.
Et økt inntak av leucin over dette vil ikke kunne øke proteinsyntesen eller muskelvekst ytterligere. Samtidig kreves det langt mindre leucin enn halve mengden for å stimulere 50 % proteinsyntese. Det er altså ikke en lineær sammenheng mellom mengden leucine som inntas og stimulering av proteinsyntesen. Forskningen det vises til ovenfor har allikevel sine begrensninger da den er gjort på relativt unge mennesker. Annen forskning viser at eldre har behov for større mengder proteiner og leucine for å aktivere proteinsyntesen. Gjerne opp mot 40 gram proteiner, i et måltid. Dette skyldes at eldre blir mer resistente mot stimulering av leucine.
Hvordan innta nok leucine til å oppnå 100 % proteinsyntese?
De aller fleste matvarer, som regnes som gode proteinkilder, inneholder en god mengde leucine. Og det er derfor ikke nødvendig å finregne leucinemengden i måltider da de aller fleste av oss oppnår leucine-terskelen ved å inkludere en komplett proteinkilde i måltidene, og i tillegg innta nok proteiner i løpet av dagen. For å illustrere dette viser tabellen nedenfor leucininnholdet i en del matvarer. F. eks vil 100 gram rå kylling inneholde ca. 1,43 gram leucine.
| Proteinkilde: | Andel leucine: |
| Kylling | 7.5 % |
| Fisk | 8 % |
| Svin | 8 % |
| Biff | 8 % |
| Egg | 9 % |
| Melk | 8.5 % |
| Yoghurt | 10 % |
| Ost | 11 % |
| Tofu | 8 % |
| Bønner/linser | 7-8 % |
| Nøtter | 6.5-7 % |
| Proteinpulver: Whey/casein-blanding (50:50) | 9.5 % |
| Proteinpulver: Whey/casein-blanding (20:80) | 9 % |
| Proteinpulver: Eggehvite | 8.5 % |
Da de fleste proteinkilder inneholder nok leucine til å aktivere muskelproteinsyntesen 100 %, er det ingen grunn til å supplementere med ekstra leucin, enten alene eller i form av BCAA. Unntaket er veganere som ofte spiser proteinkilder med lite leucin. Da kan man med fordel supplementere med litt BCAA eller leucin, for å oppnå en høyere proteinsyntese.
