PUNTOS CLAVE
- El aumento en las tasas de síntesis de proteína muscular parece ser menos robusto luego de la ingesta de una comida de proteína de origen vegetal (20-25 g), en comparación con una ingesta similar de proteína de origen animal.
- Las menores propiedades anabólicas de las proteínas de origen vegetal se atribuyen a un contenido de aminoácidos esenciales más bajo en comparación con las proteínas de origen animal de alta calidad. Muchas proteínas de origen vegetal son deficientes en uno o más aminoácidos específicos, como lisina o metionina.
- Existe una variación considerable en el contenido de proteína de varias fuentes vegetales y la composición de aminoácidos de sus proteínas derivadas.
- El aumento en las tasas de síntesis de proteína muscular después de la ingesta de una fuente de proteína de origen vegetal o un aislado o concentrado de proteína vegetal puede mejorarse aumentando la cantidad de proteína ingerida, consumiendo una combinación de diferentes fuentes de proteína vegetal o concentrado de proteína de origen vegetal y/o fortificando estas proteínas con los aminoácidos (libres) deficientes.
- El consumo de una cantidad determinada de proteína a través de alimentos enteros de origen vegetal generalmente requiere una mayor cantidad de alimentos, tanto en peso como en contenido calórico, en comparación con el consumo de una cantidad equivalente de proteína a través de proteínas de origen animal de alta calidad.
- El acondicionamiento muscular en los atletas no se compromete al adoptar una dieta basada en plantas, siempre y cuando se consuma suficiente proteína de una gran variedad de fuentes de proteínas de origen vegetal.
INTRODUCCIÓN
La ingesta de proteína estimula la síntesis de proteína del músculo esquelético (Groen et al., 2015). Las tasas de síntesis de proteína muscular aumentan aún más cuando se ingiere proteína durante la recuperación del ejercicio, lo que facilita el acondicionamiento muscular (Moore et al., 2009b). La ingesta de 20 g de una proteína de alta calidad puede maximizar las tasas de síntesis de proteína muscular durante varias horas (Churchward-Venne et al., 2020; Moore et al., 2009a; Witard et al., 2014). La respuesta de síntesis de proteína muscular debido la alimentación se determina en gran medida por la cantidad de proteína ingerida (Churchward-Venne et al., 2020; Moore et al., 2009a; Robinson et al., 2013; Witard et al., 2014), la cinética de digestión y absorción de proteínas (Boirie et al., 1997) y la composición de aminoácidos de la fuente de proteína que se consume (Tang et al., 2009; Yang et al., 2012b). Por lo tanto, la respuesta de síntesis de proteína muscular debido la ingesta de proteína puede variar sustancialmente entre diferentes fuentes de proteína de la dieta (Gorissen et al., 2016; Tang et al., 2009; Yang et al., 2012b). Las diferentes respuestas de síntesis de proteína muscular a la alimentación dependen en gran medida del aumento postprandial de las concentraciones de aminoácidos esenciales circulantes, siendo la concentración plasmática de leucina de particular importancia (Dickinson et al., 2014; Koopman et al., 2005; Rieu et al. , 2006; Wall et al., 2013; Wilkinson et al., 2013). El aumento postprandial de los aminoácidos circulantes y el posterior aumento de la tasa de síntesis de proteína muscular se regulan en varios niveles, que van desde la digestión de proteína y la absorción de aminoácidos, la extracción de aminoácidos de la circulación esplácnica, la perfusión tisular postprandial, la absorción de aminoácidos en el músculo, la activación de la maquinaria de síntesis de proteína muscular y finalmente, la síntesis de proteína muscular (Groen et al., 2015; Trommelen et al., 2021a). Hasta la fecha, la mayoría de los estudios han evaluado las tasas de síntesis de proteína muscular después de la ingesta de proteína láctea (Churchward-Venne et al., 2019a; Pennings et al., 2011; Tang et al., 2007; Tipton et al., 2004; Wilkinson et al., 2018) y el consumo de carne (Burd et al., 2015; Robinson et al., 2013).
Dado que se estima que la población mundial llegará a casi 10 000 millones para 2050, es posible que ya no sea factible producir cantidades suficientes de alimentos convencionales ricos en proteína de origen animal para satisfacer la creciente demanda mundial de proteína en la dieta. Esto ha provocado la tendencia de hacer la transición hacia el consumo de una dieta (más) basada en plantas. Cambiar a una dieta (más) basada en plantas aumentará el consumo de proteínas de origen vegetal a expensas de las proteínas de origen animal. Aunque el mercado actual ya ofrece una amplia selección de fuentes de proteína de origen vegetal y concentrados o aislados de proteína de origen vegetal, existen pocos estudios que hayan evaluado la biodisponibilidad y las propiedades anabólicas de las proteínas de origen vegetal in vivo en humanos (Churchward-Venne et al., 2019b; Gorissen et al., 2016; Pinckaers et al., 2021; Tang et al., 2009; Wilkinson et al., 2007; Yang et al., 2012a). Estos estudios tienden a mostrar que la ingesta de proteínas de origen vegetal, como la proteína de soya y trigo, no tiene la misma capacidad para aumentar las tasas de síntesis de proteína muscular en comparación con la ingesta de una cantidad equivalente de proteína de origen animal (Gorissen et al. ., 2016; Tang et al., 2009; Wilkinson et al., 2007; Yang et al., 2012a). En consecuencia, existe la preocupación de si el consumo de una dieta (más) basada en plantas y proteínas de origen vegetal a expensas de las proteínas de origen animal podría comprometer la síntesis de proteína muscular y, por lo tanto, afectar negativamente la salud y el rendimiento muscular.
BIODISPONIBILIDAD DE LAS PROTEÍNAS
Después de la ingesta de alimentos, la proteína se descompone mecánica y químicamente en componentes más pequeños en la boca, el estómago y el intestino delgado (Trommelen et al., 2021b), luego los aminoácidos pueden absorberse en la luz intestinal. Una parte sustancial de los aminoácidos absorbidos se retendrá y metabolizará en la región esplácnica, pero la mayoría de los aminoácidos derivados de proteínas se liberarán a la circulación. La evaluación cuantitativa de la digestibilidad de las proteínas, la capacidad de absorción de los aminoácidos, la extracción esplácnica y la liberación de aminoácidos en la circulación es compleja y solo unos pocos estudios han intentado cuantificar el manejo postprandial de proteínas in vivo en humanos (Groen et al., 2015) . En general, las proteínas de los alimentos enteros de origen vegetal no se absorben tan eficazmente como las proteínas de los alimentos enteros de origen animal (Kashyap et al., 2018; 2019). La menor capacidad de absorción de las proteínas de origen vegetal se puede atribuir en gran medida a los factores antinutricionales presentes en estas fuentes de proteína (Sarwar Gilani et al., 2012). Cuando una proteína de origen vegetal se extrae del alimento que la contiene y se retiran los factores antinutricionales para producir un aislado o concentrado, la capacidad de absorción de la proteína obtenida suele alcanzar niveles similares a los observados para las fuentes de proteína de origen animal convencionales (Gausserès et al., 1997). Esto implica que la menor capacidad de absorción de la proteína de origen vegetal no es una característica intrínseca de la proteína per se, sino simplemente el resultado de la matriz alimentaria que la acompaña.
Además de la biodisponibilidad general de una proteína, existen abundantes datos que sugieren que la tasa de absorción de aminoácidos forma un factor independiente que modula la respuesta sintética de la proteína muscular a la alimentación (Gorissen et al., 2020; Koopman et al., 2009b; Pennings et al., 2011). Hay pocos datos disponibles sobre la cinética de absorción de aminoácidos después de la ingesta de fuentes de proteína de origen vegetal, o concentrados o aislados de proteína derivada de vegetales. A diferencia de muchas fuentes de proteína de origen vegetal, el consumo de sus aislados o concentrados suele acompañarse de aumentos rápidos en las concentraciones de aminoácidos en plasma que no difieren sustancialmente de la mayoría de las proteínas o fuentes de proteína de origen animal (Brennan et al., 2019; Gorissen et al., 2016; Liu et al., 2019; Pinckaers et al., 2021; Tang et al., 2009). Es más que probable que los factores antinutricionales presentes en los alimentos enteros de origen vegetal no solo comprometan la biodisponibilidad de las proteínas, sino que también atenúen el aumento postprandial de las concentraciones de aminoácidos circulantes en el plasma. Debido a las aparentes diferencias en su capacidad de absorción, su digestión y la cinética de absorción de aminoácidos, debemos tener cuidado al referirnos a las fuentes de proteína de origen vegetal como alimentos enteros o como aislados y concentrados.
CALIDAD DE LAS PROTEÍNAS
El aumento en las concentraciones de aminoácidos en plasma después de la ingesta de proteína activa la maquinaria de síntesis de proteína en el tejido del músculo esquelético y proporciona los componentes básicos para permitir que aumenten las tasas de síntesis de proteína muscular. Los aminoácidos esenciales se consideran los principales responsables de la estimulación de la síntesis de proteína muscular. En consecuencia, las proteínas con un contenido mayor de aminoácidos esenciales se consideran proteínas de mayor calidad y es más probable que estimulen (aun más) la síntesis de proteína muscular. El contenido de aminoácidos esenciales de las proteínas de origen vegetal es generalmente más bajo en comparación con las proteínas de origen animal (Gorissen et al., 2018; van Vliet et al., 2015). Sin embargo, también existen proteínas de origen vegetal (como: proteína de soya, arroz integral, canola, guisante (chicharo), maíz y patata (papa)) que tienen un contenido de aminoácidos esenciales relativamente alto y cumplen la recomendaciones de la OMS/FAO/UNU (FAO /Consulta de expertos de la OMS/UNU, 2007). Por lo tanto, varias proteínas de origen vegetal pueden proporcionar suficientes aminoácidos esenciales para permitir un fuerte aumento en la síntesis de proteína muscular. De todos los aminoácidos, la leucina parece poseer las propiedades anabólicas más fuertes. Por lo tanto, el contenido de leucina de una proteína de la dieta se considera otra característica clave que determina sus propiedades anabólicas. La recomendación actual de leucina dentro de una fuente de proteína determinada está fijada en 5.9% por la OMS/FAO/UNU (consulta de expertos de FAO/OMS/UNU, 2007). Mientras que las proteínas de origen vegetal como el cáñamo (5.1% de leucina) y el lupino (5.2%) se quedan cortas, otras proteínas como la soya (6.9%), la canola (6.9%), el guisante (7.2%), el arroz integral (7.4%), la patata (8.3%) y la proteína de maíz (13.5%) contienen leucina en cantidades que exceden los requerimientos recomendados. El contenido de leucina de la proteína de papa (8.3%) es aún mayor que el de la caseína (8.0%) o la proteína de huevo (7.0%). Además, el contenido de leucina de la proteína de maíz (13.5%) es superior al de la proteína de suero de leche (11.0%), siendo esta última considerada la proteína con mayor contenido de leucina y mayor potencial anabólico entre las proteínas convencionales de origen animal. Además del contenido de aminoácidos esenciales relativamente bajo (es decir, bajo contenido de leucina), muchas proteínas de origen vegetal son deficientes en uno o más aminoácidos específicos. Las proteínas de origen vegetal a menudo tienen un contenido particularmente bajo de lisina y/o metionina (que van del 1.4% al 6.0% y del 0.2% al 2.5%, respectivamente) en comparación con las proteínas de origen animal (que van del 5.3% al 9.0% y el 2.2% al 2.8%, respectivamente). Sin embargo, existe una variabilidad considerable en la composición de aminoácidos entre las diferentes fuentes de proteína vegetal y las proteínas derivadas de vegetales (Gorissen et al., 2018; van Vliet et al., 2015).
Solo un puñado de estudios ha comparado directamente las tasas de síntesis de proteína muscular después de la ingesta de proteínas de origen vegetal versus animal (Churchward-Venne et al., 2019b; Gorissen et al., 2016; Pinckaers et al., 2021; Tang et al., 2009; Wilkinson et al., 2007; Yang et al., 2012b). Se ha demostrado que la ingesta de proteína de soya es menos efectiva para estimular las tasas de síntesis de proteína muscular en comparación con una cantidad equivalente de proteína de suero de leche, en reposo y durante la recuperación del ejercicio (Tang et al., 2009; Wilkinson et al., 2007; Yang et al. al., 2012b). Además, Yang et al. (2012b) demostraron que ingerir una mayor cantidad de proteína de soya (40 g frente a 20 g) no compensó la menor respuesta de síntesis de proteína muscular en comparación con la ingesta de 20 g de proteína de suero de leche, mientras que no hubo un aumento significativo en la tasa de síntesis de proteína muscular después de la ingesta de 35 g de proteína de trigo en un grupo de hombres mayores (Gorissen et al., 2016). Sin embargo, se observó un fuerte aumento en la tasa de síntesis de proteína muscular cuando la cantidad de proteína de trigo se incrementó a 60 g, proporcionando la cantidad equivalente de leucina contenida en 35 g de proteína de suero (Gorissen et al., 2016). Estos datos respaldan la hipótesis de que las diferencias en la composición de aminoácidos pueden compensarse, al menos en parte, al ingerir mayores cantidades de cierta proteína o fuente de proteína.
MEJORANDO LA FUNCIONALIDAD DE LAS PROTEÍNAS
Las menores propiedades anabólicas de las proteínas de origen vegetal en comparación con las proteínas de origen animal pueden atribuirse a las diferencias en la capacidad de absorción de proteínas, su digestión y la cinética de absorción de aminoácidos y/o la composición de aminoácidos de esas proteínas. Dependiendo de los factores responsables, existen varias estrategias que se pueden aplicar para aumentar las propiedades anabólicas de las proteínas de origen vegetal. El procesamiento de alimentos enteros puede aumentar considerablemente la capacidad de absorción de la proteína intrínseca (Devi et al., 2018). La extracción de proteína y la purificación de factores antinutricionales mejorarán la biodisponibilidad de la proteína (Gausserès et al., 1997). El tratamiento térmico y la hidrolización de la proteína pueden aumentar aún más la digestibilidad y/o mejorar su digestión y la cinética de absorción de aminoácidos (Gorissen et al., 2015; Koopman et al., 2009a). Este procesamiento generalmente se aplica en la mayoría de las fuentes de proteínas de origen vegetal y animal que compramos como productos alimenticios (procesados) o como aislados o concentrados de proteína.
Las reducidas propiedades anabólicas de algunas proteínas de origen vegetal también se atribuyen al contenido más bajo de aminoácidos esenciales y/o debido a deficiencias específicas de aminoácidos. Una forma sencilla de compensar la menor calidad de proteína de una fuente de proteína de origen vegetal es consumir más (Yang et al., 2012a). Aunque tal estrategia es fácil de aplicar cuando se consume un aislado o concentrado de proteína de origen vegetal, puede no ser práctico o factible cuando se consumen alimentos enteros. Debido a la baja densidad de proteína de la mayoría de las fuentes de proteína de origen vegetal, ingerir una mayor cantidad de proteína se traduciría en un aumento desproporcionado en el volumen y el contenido calórico de los alimentos que se necesitaría consumir (Figuras 1, 2).
