Il tessuto muscolare scheletrico è in uno stato costante di ricambio (turnover), con una regolazione coordinata verso l'alto e verso il basso della sintesi proteica e dei tassi di degradazione delle proteine muscolari. Questo ricambio consente al tessuto muscolare di rimodellarsi sostituendo le proteine danneggiate e modificando la composizione proteica del tessuto stesso. Un aumento o una perdita netta di proteine muscolari si verifica come conseguenza di un bilancio proteico muscolare positivo o negativo (sintesi meno disgregazione). Poiché i tassi di sintesi proteica muscolare hanno una maggiore capacità di fluttuare rispetto ai tassi di degradazione, si presume che l'equilibrio proteico muscolare postprandiale sia in gran parte governato dai cambiamenti nei tassi di sintesi proteica. Quest'ultimi sono principalmente guidati dall'ingestione di proteine e dalla contrazione muscolare. Studi dose-risposta hanno riportato che l'ingestione di 20-25 g di proteine risulta essere sufficiente per massimizzare i tassi di sintesi proteica muscolare post-esercizio in giovani adulti sani, senza ulteriore aumento quando ne vengono consumate quantità. Un'assunzione maggiore non aumenterebbe ulteriormente la segnalazione anabolica e gli aminoacidi assunti in eccesso verrebbero ossidati. Di conseguenza, attualmente, si consiglia di distribuire l'assunzione di proteine in modo uniforme durante il giorno, in modo che ciascun pasto principale fornisca non più di 20-25 g di proteine. Sebbene ciò abbia senso sulla base dei modelli di assunzione alimentare tipici degli esseri umani, sembra essere in contrasto con le pratiche alimentari di molte specie animali in natura che consumano grandi quantità di cibo, assumendo contemporaneamente grandi quantità di proteine. Tali dati mettono in discussione il concetto di risposte anaboliche transitorie all'alimentazione negli esseri umani e il concetto che il tessuto muscolare abbia una capacità limitata di incorporare aminoacidi derivati dalla dieta. Questa idea si è basata su studi con traccianti metabolici in vivo nell'uomo che si sono limitati alla valutazione della risposta della sintesi proteica postprandiale in seguito all'ingestione di quantità moderate di proteine (<= 45 g) in una finestra temporale relativamente breve (<= 6 ore). Nello studio di Trommelen et al. (Cell Rep Med. 2023 Dec 19;4(12):101324. doi: 10.1016/j.xcrm.2023.101324), gli autori hanno analizzato la risposta all'ingestione di una quantità moderata e grande di proteine (0, 25 e 100 g) dopo esercizio fisico, a livello dell'intero organismo, del tessuto muscolare e cellulare. Sono stati selezionati trentasei giovani uomini sani e allenati a livello amatoriale. I criteri di inclusione erano: maschio, di età compresa tra 18 e 40 anni, sano con un indice di massa corporea compreso tra 18,5 e 30 kg m-2. La sera prima dell'allenamento, a tutti i partecipanti è stato chiesto di consumare un pasto standardizzato preconfezionato contenente 54 kJ kg-1 con il 60% di energia sotto forma di carboidrati, il 25% di energia sotto forma di grassi e il 15% di energia sotto forma di grassi. Ai partecipanti è stato chiesto di terminarlo prima delle 22:00, dopodiché sono rimasti a digiuno. Alle 07:45 circa del giorno successivo, i partecipanti sono arrivati al laboratorio in stato di post-assorbimento notturno. Un catetere è stato inserito in una vena antecubitale per l'infusione di aminoacidi isotopici stabili; quindi, un secondo catetere è stato successivamente inserito in una vena dorsale della mano sul braccio controlaterale per il prelievo di sangue venoso arterializzato. Sono stati prelevati campioni di sangue 150 min e 60 min prima dell'allenamento. I soggetti si sono allenati e, dopo l'allenamento, hanno assunto una bevanda sperimentale, costituita da 800 mL di acqua con 0 g (0PRO), 25 g (25PRO) o 100 g (100PRO) di proteine del latte precedentemente marcate con L-[1-13C] -fenilalanina e L-[1-13C] -leucina. Immediatamente dopo (t = 0 min), è stato raccolto un campione di sangue ed eseguita una biopsia muscolare dal muscolo vasto laterale di una arto selezionata casualmente. Successivi campioni di sangue sono stati raccolti a t = 30, 60, 120, 180, 240, 300, 360, 420, 480, 540, 600, 660 e 720 minuti nel periodo postprandiale. Inoltre, sono state eseguite una seconda, terza e quarta biopsia muscolare, a t = 240, t = 480 e t = 720 min dopo l'allenamento. L'allenamento consisteva in un esercizio con sovraccarichi per tutto il corpo della durata di 60 minuti. I soggetti hanno eseguito un riscaldamento su cicloergometro di 5 minuti a 100 W con una cadenza di 60-80 giri al minuto. Successivamente, hanno eseguito quattro serie di dieci ripetizioni per ciascuno dei seguenti esercizi: Leg Press Machine, Leg Extension, Lat Pulldown e Chest Press. La prima serie di ciascun esercizio è stata eseguita con il 65% del 1-RM per 10 ripetizioni. Le serie 2-4 sono state eseguite all'80% del 1-RM fino all'affaticamento volontario sotto forte incoraggiamento verbale. Sono state eseguiti due di recupero minuti tra le serie. II risultati hanno evidenziato che l'ingestione di proteine ha aumentato rapidamente le concentrazioni di aminoacidi plasmatici in modo dose-dipendente. Le concentrazioni erano più elevate durante le prime 5 ore successive all'ingestione di 25 g di proteine rispetto alla condizione di controllo (0 gr, placebo). L'ingestione di 100 g di proteine ha comportato un aumento maggiore delle concentrazioni di aminoacidi plasmatici circolanti, che sono rimaste più elevate durante l'intero periodo postprandiale di 12 ore. Si ritiene generalmente che l'ingestione di proteine stimoli la velocità di sintesi proteica dell'intero corpo fino ad un livello massimo, dopo il quale gli aminoacidi in eccesso vengono diretti verso l'ossidazione. Si è osservato un ulteriore aumento sia della sintesi proteica dell'intero corpo che dei tassi di ossidazione degli aminoacidi in seguito all'ingestione di 25 e 100 g di proteine, rispettivamente. Tuttavia, il concomitante aumento dei tassi di ossidazione era trascurabile se confrontato con la risposta sintetica delle proteine dell'intero corpo. Collettivamente, ciò ha prodotto una forte correlazione positiva tra assunzione di proteine e bilancio netto delle proteine dell'intero corpo. Questi dati dimostrano che l'ingestione di una grande quantità di proteine determina una digestione prolungata delle proteine, un assorbimento degli aminoacidi e un rilascio continuo di aminoacidi nella circolazione. Successivamente, gli aminoacidi vengono assorbiti dai tessuti, incorporati nelle proteine tissutali, aumentando l'equilibrio proteico dell'intero corpo in modo proporzionale alla quantità di proteine ingerite. Si è osservato un chiaro modello dose-dipendente nei tassi di sintesi proteica muscolare valutati durante l'intero periodo postprandiale di 12 ore (100PRO > 25PRO > 0PRO). Ci aspettavamo che la maggiore risposta sintetica cumulativa delle proteine muscolari nel 100PRO rispetto al 25PRO fosse prevalentemente il risultato di una risposta anabolica più sostenuta della frazione proteica miofibrillare. In linea con ciò, i tassi di sintesi proteica miofibrillare erano circa il 20% più alti durante il primo periodo da 0 a 4 ore, ma circa il 40% più alti durante il successivo periodo da 4 a 12 ore nel gruppo 100PRO rispetto a 25 PRO. La quantità assoluta di aminoacidi derivati dalle proteine alimentari presenti in circolo durante le 12 ore postprandiali era sostanzialmente più elevata dopo l'ingestione di 100 gr di proteine rispetto a 25 g (rispettivamente 53 ± 7 contro 16 ± 1 g). Espresso come percentuale delle proteine ingerite, il rilascio cumulativo di aminoacidi derivati dalle proteine alimentari nella circolazione è stato in media del 51%, 62% e 66% rispettivamente in 4, 8 e 12 ore, dopo l'ingestione di 25 g di proteine. Al contrario, il rilascio in circolo di aminoacidi derivati dalle proteine alimentari in seguito all'ingestione di 100 g di proteine non si è stabilizzato, con il 26%, 44% e 53% degli aminoacidi derivati dalle proteine ingerite che sono comparsi in 4, 8 e 12 ore, rispettivamente. Questi dati mostrano che l'assunzione di maggiori quantità di proteine richiede un periodo più prolungato per consentire la completa digestione, l'assorbimento degli aminoacidi e il successivo rilascio degli aminoacidi nella circolazione. In conclusione, si è dimostrato un aumento dose-risposta nella disponibilità di aminoacidi plasmatici derivati dalle proteine alimentari e la successiva incorporazione nelle proteine muscolari. L'ingestione di un grande bolo di proteine aumenta ulteriormente l'equilibrio proteico netto dell'intero corpo, i tassi di sintesi delle proteine muscolari miste, miofibrillari, connettivali e plasmatiche. L'assunzione di proteine ha un impatto trascurabile sui tassi di degradazione delle proteine dell'intero corpo o sui tassi di ossidazione degli aminoacidi. Questi risultati dimostrano che l'entità e la durata della risposta anabolica all'ingestione di proteine non sono limitate e sono state precedentemente sottovalutate in vivo negli esseri umani.