Ökar proteinbehovet
v i d fysisk aktivitet?
Anders Forslund och Leif Hambraeus
Inst för näringslära, Uppsala universitet
Proteinintaget har sedan länge stått i centrum för kostfrågorna för idrottare och det har
också rått en övertro på att proteinbehovet är ökat i samband med fysisk aktivitet. En av
anledningarna öll att en viss förvirring fortfarande råder kring proteinbehovet är att det
föreligger metodologiska svårigheter att studera protemomsättningen.
• • • Flertalet rekommendationer
om proteinbehov hos människa
baseras på kvävebalansstudier,
men dessa utgör mycket grova
mått på proteinbalansen Under
senare år har man med användning av stabila isotoper kunnat
märka aminosyror och följa deras
omsättning i kroppen. När det
gäller studier av mxiskelprotein
har därvid de grenkedjade aminosyrorna varit av speciellt intresse
eftersom de väsentligen omsätts i
muskulaturen Studier av leucinoxidaöonen ger därför främst
uppfattning om proteinoxidaöonen i mxiskeL Detta har ökat våra
möjligheter aö söidera muskelme-
tabolismen under olika fysiologiska och patologiska förhållanden
Definition av protein
Protein är uppbyggt av eö 20-tal
aminosyror som är förenade med
varandra genom s k pepödbindingar. Åtta (fenylalanin, isoleudn, leucin, lysin, meöonin, treonin, tryptofan, valin) öll 10 (+ arginin och hisödin) av dessa är essenöella, dvs de kan ej bildas i
kroppen utan måste öllforas uöfrån via kosten. De övriga icke-essenöella aminosyrorna kan syntetiseras om tillförseln av kväve är
tillräcklig.
Halten av de essenöella aminosyrorna i kostproteinet har betydelse
för i vilken utsträckning det kan
utnyttjas för kroppens proteinsyntes. Den del av proteinet som ej utnyttjas för proteinsyntes kommer
aö brytas ner och användas som
energikälla. Kostproteinet har därmed två olika fxmköoner, en ospecifik som energikälla, och en specifik, som källa för aminosyror öll
proteinsyntesen Eftersom kroppens energibehov är prioriterat
kan proteinomsättning och energiomsättning ej behandlas skilda
från varandra.
Proteinets fysikaliska och kemiska
egenskaper kan variera krafögt
och någon enkel generell metod
för kvanötaöv bestämning önns
ej. Proteinhalten bestäms vanligen
indirekt genom bestämning av
kvävehalten, s k total-N-bestämning. Baserat på antagandet aö
kvävet i sniö utgör 16% av proteinmolekylen erhålls sedan den s
k råproteinhalten (crude protein)
genom aö mxilöplicera N-värdet
med 6,25. Halten av enskilda proteiner kan bestämmas med speciöka, vanligen immxmkemiska metoder, medan proteinets aminosyrasammansättning kan bestämmas efter hydrolys med aminosyra-analysatorer.
Olika typer av kostprotein
ArfiA%(/nr/nffarna "fn acfion". ^wkrs for pron pd nknnfnzngsZn/f nnokr cyWmofnen kf pd Lef^som nfgör/Örsötspgrson.
Proteinet i kosten kommer från två
olika källor, vegetabilt resp animalt protein. Innehållet av de essenöella aminosyrorna är högre i
animalieproteinema. Länge an-
sågs det att det var nödvändigt att
intaga en viss mängd animalxepro
tern i kosten, eftersom behovet
främst är relaterat till behovet av
essentiella aminosyror och dessa
även kan hämtas frånvegetabxliska protemkällor, är andelen ani
malieprotexnxkostenisig oväsentlig. Fluvudsaken är att behovet av
essentiella aminosyror är täckt.
^etydelsenavprotexnkvaliteteni
kosten utgör en oxndebatteradfrå
ga. Länge har man intresserat sig
för attuttryckaprotexnkvalxteten
på olika sätt, blamedprotempoäng som är relaterat till innehållet
av de essentiella aminosyrorna,
länder 1^0-talet har man dock
alltmer ifrågasatt om det kvalitativ
vaproteinintagetverkligenutgör
ett problem för den vu^ne och i
densex^asteF^Bv^HC^l^-rekommendationenfrånåri^5,anges attingenkorrektionbehöver
göras för protexnkvaliteteni den
vunnes kost.Lndast för barn und e r g å r behöver proteinkvalite
ten beaktas.
^role^o^o^oo^r^lx81r^
Cykling
protein
Fig 1. Ejgttf onyysiskf arbete oc/%ytWoinfag pd profeinozinVzfionen (nftryc&f i
nxg profefnAg/30 7m») o# öVf/nrsef an 1 g profemAg/^ag.
kravet på proteinkvaliteten i kosten är olika för aö täcka öllväxtoch/eller underhållsbehoveL
Tillväxtbehovet kan beräknas från
den proteinmängd som ingår i nyFrotein^msättnin^^chbeh^v
bildad vävnad i samband med tillkostens proteiner spjälkas till amx- växt hos nyfödda, småbarn eller
nosyror under matsmältningen tonåringar men också under konsom sedan tas uppikroppen och diöonsuppbyggnad och styrketräutnyttjas för syntes av vävnads- ning. Även om det utgör en väproteiner och andra kväveföre sentlig komponent visar beräkningarvarförbehovetav protein ningar aö detta behov är tämligen
egentligen är ett behov av amino- litet ut kvanötaöv synpunkt.
rav högst 20% utgörs av protein,
Underhållsbehovet är av en helt
annan storleksordning, men dessutom svårare aö beräkna. Det kan
i sin öir indelas i två olika delar:
det basala behovet för aö täcka
förluster i samband med skadad
vävnad. Detta är förmodligen
ganska litet. De oxidaöva förlustema som ingår i regleringen av
energiomsättningen utgör en större men mycket varierande del och
är beroende av eö flertal olika faktorer: förutom av energibalansen
även av fysisk akövitet, förekomst
av infeköon m m
Om mxiskelmassan vid styrketräning ökar med 15 kg per år motIkroppenskerenfortlöpandened
brytning och syntes av protein. svarar det 42 g muskel per dag vaDex^totalaproteinomsättnmgeni
kroppen hos envu^en man anses
Protein, fett och kolhydratomsattning (snitt 8 fp)
motsvara cirka ^ 0 0 g per dag
medandetdaglxgaprotexnxntaget
via kosten är lB^därav,^0-100g.
Ln betydande del avde aminosy
ror som frigörs vid nedbrytningen
av vävnadsprotein återanvänds,
v^id nedbrytning (oxidation) av
axninosyror för användning som
energikälla omvandlas kvävet i
axninogruppen till olika kväveföreningar (urinäxnne, kreatinxn, urinsyramfl) vilkautsöndrasmed
urinen, ^väve förloras också via
avföring och svetts samt hudcellers
hår och naglar.
CyMng
kolhydrater
protein
Ivlänniskansprotexnbehovkanmdelasitvå olika typers ett tillvägt
behov och ett underhållsbehov.
Ln hittills obesvarad fråga är om
Fig 2. Pdnerbzn on/ysistf orkfg iWeryizsfa odt/oanfnfag pd snbsfrntnfnytf)ondef nnfkr 24 timmar.
Interaktion enero^protein
Lftersom kroppen prioriterar att
täcka sitt erxergibehov och protein
ikosten kan utnyttjas som ospecifikenergikälla leder ettotillräck
ligtenergixntagtillökadproteinnedbrytxxing. 1 stor utsträckning
kan den negativa proteinbalans
som noterats hos idrottare vara en
följd av ett otillfredsställande
energiintag. Även energiprocentfördelningenikostenkanhabety-
Ln kolhydratfattig kost som snabbare leder till en tömning avglykogenförrådetimuskulaturen leder öll ett större utnyttjande av
protein som energikälla. Likaså
anses höga proteinintag leda till
enpositiv kvävebalans, ^ m kosterxs sammaxxsättning ändras
krävs också en viss tid för anpassning, beräkning av proteinbeho
vetkandärförintegörasutanen
viss föregående standardisering
av kosten. Ltthögtproteinxntag le
der liksom etthögtkolhydratintag
till enökadinsulinfrisättning och
därmed indirekt till en anabol ef
Det är också väsentligt att skilja
på kortvarigaoch långvariga förändringar i protemomsättningen,
liksom a t t d i s k u t e r a i v i l k e n o m fattning proteinkvaliteten påverkar protexnoxidationen.
affekt av fysiskt arbete
Lffekten av fysiskt arbete på protemomsättningen är beroende av
vilken typ av fysiskt arbete och
ansträngning som föreligger, lik
som dess intensitet och längd.Vxd
styrketräning behövs protein
främst till ökad muskelmassa och
muskelstyrka. ^Bid uthållighetsidrotter med hög energiomsättning
föreligger däremot främst ökat utnyttjande av protein somenergi-
gBkg kroppsvikt
Ul^U,l^o5).
(PAO^H^
Ursprungligen var intresset för
ökatprotexnxntagstörsthosstyr
kexdrottare, xnen idag har snarare
proteinbehovet hos konditionsidrottarekommitifokus.^issahar
a n g e t t a t t p r o t e i n b e h o v e t ä r ökat
speciellt vid börjanav träningen,
men att det sker en anpassning av
protemomsättningen under träningen.
Txllstörstadelenbaseras studier
avprotexnbehovethos idrottare på
bestäxnning av kvävebalans, men
också på analyser av koncentratxonivävnader och urinav kvävehaltiga p r o d u k t e r i s a m b a n d med
fysisk aktivitet.Under de senaste
10 å r e n h a r ett antal studier genomförts med utnyttjande av stabila isotoper som möjliggör bestäxnning av leucin-oxidationen.
Denna anses återspegla muskelprotexnoxidationen eftersom leucin liksom de övriga grenkedjade
aminosyrorna valin och isoleucin,
tas u p p i m u s k u l a t u r e n medan de
flesta andra aminosyror frisätts.
Oxidationen av en annan essentiellamxnosyralysin, påverkas intex
samma utsträckning, flertalet studier av leucinoxidationen har
dock genomförts under relativt
kort tid varför eventuella kompensatoriska förändringar efter arbetet inte kuxmat noteras.
Urxnämnekoncentrationen har visats öka dramatisktiblodetefterl
tixnmesmtensivt(^0-^0%avv^
max) arbete och detta har tolkats
som följd av ökat utnyttjande av
protein somenergisubstrat. Detta
stöds också av fynd att leucinoxidationen ökar med arbetets inten
sitet. Därmed är dock inte sagt att
det totala proteinbehovet ökar eftersom en ökad leucxnoxxdation
eventuellt kan kompenseras av en
sänkning efter arbetets avslutan
Ökat behov ho^ idrottares
1 litteraturen återfinns flerarapporter om ökat proteinbehov,men
samtidigt är åsikterna ganska varierande ( L e m o n , l ^ ^ ) . 2 o m regel
har s t u d i e r n a r e s u l t e r a t i r e k o m
mendationer om cirka 1,5 gBkg
kroppsvikt hos idrottare vilket är
125-200% högre än de internationella rekommex^xdationerna, 0.^
15^na studier
IsamarbetemedprofessorVernon
^oungochdrAntoxneLl^houry
vid Laboratory
of
Human
nutrition, Ivlassachusetts Insötute
ofLechnology,^ambridge,U^A,
har vi genomfört ett antal studier
av energi- och proteminteraköonen hos friska m ä n i å l d e r n 20-5^
år.^tudiernahar stötta med anklag
b l a f r å n centrum för idrott^forsk
ning och ^kogs- och jordbrukets
forskningsråd, Pörsökenhar omfattatB^dagars metaboliska balansförsök där^friska män tillförts en
standardiserad kostuuderB^dagar
varefter protexnomsätöxxngen studerats under ^ e dygnet xned hjälp
a v l - l ^ - l e u c m och 1 5 ^ 1 5 ^ urea
som tillförts kontinuerligtiblodet
xmder 2^ timmar, Pörsökspersonerna har genomfört ett fysiskt arbete m e d a n v ä n d n i n g a v elektro
nisk cykelergometer (Ivlonark
^2^P) omfattande två pass om ^0
minuter med en arbetsbelastning
motsvarande omkring ^ 5 % av
^O^-max^ dels på förmiddagen
xmder fasta, dels på eftermidda
gen under födoirxtag.Detta ökade
energibehovet per dag m e d i s n i t t
1^300 kcal (5.^iVl^) till ^ 0 0 kcal
Proteinintaget har motsvarat 1
gBkg kroppsvikt och dag och
energiprocentfördelningen i kos
tenvar52%kolhydrat,^P%fett
o c h ^ P % protein. Pör att nå ett
s t e a d y state^-öllståndiöllförseln
fick försökspersonerna en standardiserad kost i småportioner
varje tixnme xmder 10 timmar i
samband med tillförseln av stabila
isotoper. Pörsökspersonerna hölls
i energibalans och energiomsätt
ningen har noterats med använd
ning av direkt och indirekt kalorimetri vid vårt energimetaboliska
laboratorium (UPPSAL). Prover
frånblod och utandningsluft insamlades var ^ e minut och urin
i ^ timmars portioner. Portsatta
försökpågårnumedxnotsvarande
studier vid högt protexnxntag (2,5
g^kgkroppsvikt och dag)xmder
energibalans och energibrist.
Pigur 1 visar förändringenxproteinoxidationen under dygnet vid
energibalans ochtillförselav 1 g
protexn^kg kroppsvikt och dag.
Även om proteinoxidationen ökar
xnycket kraftigt i samband med
muskelarbetet är dess relativa andel av energiomsättningen låg
(^%)och mindre än den ökrting av
proteinoxidationen som sker i
samband med födointag. Pffekten
av fysiskt arbete på proteinoxidaö o n e n i s a m b a n d m e d födointag
var också betydligt mindre.
Lftersom den totala proteinoxxda
tionen xmder 2^ timmar ej var förändrad trots^tixnmars fysisk akti
största delen av energin efter arbe
vitet måste någon f o r m a v k o m
p e n s a t i o n i f o r m av en minskad tet (^2%). Pftersomproteinbehoproteinoxidation xmder r e s t e n a v vet är absolut och inte relativt till
dygnet f ö r e l i g g a . ^ a r a f y n d t a l a r energiomsätöxingen, och proteiför att fysiskt arbete motsvarande nets andel av energiomsättningen
50% av ^O^-max inte leder till ett sjunker med ökad energiomsätt
ning kan inte protexnbehovetutprotexnbehovöverlg^kg kropps
vikt, och att minst negativ påver- tryckasienergiprocent.
kan på protemomsättningen er
hålls o m f ö d a i n t a g e s u n d e r ar
sammanfattningsvis visar våra
betspasset. De illustrerar därmed studier att denökadeproteinoxi
ocksåkolhydraternas proteinspa
d a t i o n e n i s a m b a n d med muskelrande effekteftersomproteinoxi- arbete av måttlig intensitet tycks
dationen ökar xmder fasta som kompenseras under dygnet så att
följd av lägre glykogendepåer.
dentotalaproteinoxidationenuttrycktper2^timmarejökaroch
Ifigur2ulustreras förändringen! d ä r m e d e j hellerproteinbehovet.
det procentuella substratutnytt- Detta illustrerar att bedönming av
proteinbehov endast kan ske efter
jandet under dygnet. Protein sva
rade f ö r l 0 % , fett med ^ % och balansstudier som innefattar
kolhydratermed5^%av kroppens minst 2^ timmar och efter en viss
totala energiomsättning under inställningsperiod. 13edöxnningar
dygnet.lsamband med muskelar- avproteinbehov i s a m b a n d m e d
betet svarade protein endast för fysiskt arbete kan ej baseras på
^% vid fasta och 5% vid födointag korttidsförsök av protemomsätttrots den ökade proteinoxidatio- ningen under pågående muskelarnen, medan kolhydratemadomi bete. Proteinets andel av enernerade som energisubstrat såväl giomsättningen minskade dras
tiskt under muskelarbetet medan
under fasta (5^%)som vid födoin
tag (^1%). P e t t b i d r o g m e d den fettoxidationen ökade krafögt ef-
ter arbetet, men intressanta individuella variationer förelåg i det senare fallet. Huruvida resultaten
blir desamma efter ökad intensitet
i det fysiska arbetet kvarstår aö
söidera, liksom om individuella
variaöoner i energiutnyttjande av
inakronäringsämnen i samband
med fysiskt arbete kan förklara
variaöoner i individens förmåga
aö reglera sin energiomsättning
och kroppsvikt.
Litteratur
FAO/WHO/UNU Expert consultaöon:
Energy and protein requirements. WHO
Technical Senes 724, WHO, Gevene, 1985.
Foislund, A, El-Khoury, AE, Olsson, R,
Sjödin, A, Hambraeus, L &c Young, VR:
Effect of moderate physical activity upon
protein and energy homeostaös In healthy
adult humans: 24h studies with leucine
and urea stable isotope tracers. The FASEB loumal 9:4,1995. Abstr 5012
Lemon, PR: Effect of exercise on protein
requirements. I Food, Nutrition and
Sports (Ed C Williams & JT Devlin) E&F
N Spön, London 1992. sid 65-86.
Ytterligare referenser kan erhållas av författarna vid förfrågan
ERERA!
PREM
• Ja, j a g v i l l läsa o m aktuella forskningsresultat i n o m f y s i o l o g i , humaniora, beteendevetenskap och t r a u m a t o l o g i m e d a n k n y t n i n g t i l l i d r o t t . Därför prenumererar j a g på Svensk
I d r o t t s f o r s k n i n g . Prenumerationen kostar 100 kr f ö r f y r a n u m m e r . Beloppet insattes på
p o s t g i r o 95 41 58-2 (Mottagare: Karolinska I n s t i t u t e t . Ange på t a l o n g e n " k s t 21")
Postnummer
Postadress
Kupongen skickas eller faxas t i l l : Centrum f ö r Idrottsforskning, Box 5626, 114 86
Stockholm. Tel 08-402 22 00, f a x 08-21 44 94
