Onderzoek: moet je eiwitten combineren met koolhydraten?

Geschatte leestijd: 8 minuten

Moet je eiwitten combineren met koolhydraten na een training voor meer spiermassa? Hier proberen we deze vraag te beantwoorden aan de hand van alle relevante onderzoeken.

Eiwitten combineren met koolhydraten?

Het is een vraag die je op veel manieren kan proberen te beantwoorden. Je kunt bijvoorbeeld gaan kijken naar de opname van beiden onder invloed van de ander. Worden de aminozuren uit de eiwitten bijvoorbeeld beter opgenomen door de spieren als je mixt met koolhydraten? Nemen de spieren meer glycogeen op uit koolhydraten als je deze inneemt met eiwitten? Je kunt ook kijken naar de verschillende effecten op insuline en daaruit weer afleiden wat het effect op spiermassa zal zijn.

We zullen deze onder de loep nemen, maar vooral focussen op onderzoeken die daadwerkelijk hebben gekeken naar het effect op spiermassa.

Eiwitten, koolhydraten en spiermassa

Eiwitten en koolhydraten na een training kunnen beide zorgen voor spiergroei. Aan het effect van beide op spiermassa hebben we hier dan ook veel artikelen gewijd. Ter inleiding zal ik hier een zeer korte samenvatting geven. De realiteit is echter vele malen complexer en afhankelijk van vele factoren zoals hormonale factoren, energiestatus over de hele dag, hoeveelheid ervaring met krachttraining, de aard van deze training etc. etc. .

Koolhydraten en spiermassa

Koolhydraten kunnen op verschillende manieren bijdragen aan spiermassa. Een paar van de belangrijkste zijn:

• Leverancier van energie als snelle bron van glucose
• Hieruit volgend de verhogende werking op insuline

Koolhydraten zijn een snelle bron van glucose, een belangrijke brandstof, zo niet de belangrijkste. Sommige onderzoekers stellen dat melkzuur nog efficiënter is, maar ook daarvoor is glucose nodig (welke, anders dan melkzuur, uit normale voeding te halen is). Koolhydraten zijn korte of lange ketens die uit verschillende suikers, of sachariden, kunnen bestaan. Deze kunnen zelf glucose bevatten (zoals de lange ketens in zetmeel) of makkelijk door het lichaam worden omgezet in glucose (zoals fructose).

Of je lichaam weefsel aanmaakt (zoals spier- en vetmassa) of afbreekt, hangt voor een groot deel af van de hoeveelheid glucose in je bloed. Ook wel bekend als je bloedsuiker is dit een belangrijk signaal het lichaam. Dit signaal wordt afgegeven door insuline. Wanneer er voldoende glucose in het bloed is, zal de alvleesklier insuline afgeven. Insuline reist in het bloed mee en vertelt daar vetcellen en spiercellen dat er beschikbare glucose is. De vetcellen kunnen de glucose omzetten in vetzuren als opslag voor langere termijn. Zogenaamde ‘snelle suikers’ zorgen voor een snelle verhoging van het bloedsuiker en leiden daarmee tot een hogere insulinepiek.

De spieren kunnen de glucose als glycogeen opslaan als snelle bron van energie. Bovendien zorgt de insuline ervoor dat beschikbare aminozuren in het bloed worden opgenomen door de spieren voor de zogenaamde eiwitsynthese. Hierbij worden eiwitten in de spieren aangemaakt, de belangrijkste vorm van spiergroei (door training/voeding).

Eiwitten en spiermassa

Dan moeten er natuurlijk wel aminozuren beschikbaar zijn. Deze komen uit de proteïne die je binnenkrijgt uit voeding en eventueel uit supplementen. We hebben dan ook veel geschreven over de verschillende soorten proteïne, de aminozuren in deze en het effect op spiergroei.

Vaak wordt extra waarde gehecht aan de essentiële aminozuren en Branched Chain Amino Acids (BCAA’s). Essentiële aminozuren kunnen namelijk niet door het lichaam zelf worden aangemaakt en kunnen dus alleen uit voeding worden gehaald. De BCAA’s, met name leucine, spelen een bijzondere rol in spiergroei. In praktijk echter zijn eiwitten nodig die veel of alle van de verschillende aminozuren bevatten. Alles dat je lichaam zelf moet omzetten uit (‘niet-essentiële’) aminozuren voor andere processen, kan ten koste gaan van de aminozuren die beschikbaar blijven voor spiergroei.  Ook is de maximale opname van sommige aminozuren afhankelijk van de beschikbaarheid van andere aminozuren.

Eiwitten en koolhydraten combineren voor spiergroei?

Beiden kunnen dus zorgen voor spiergroei, in het algemeen, maar ook specifiek in een sportdrank of shake na een training. Eiwitten genieten hiervoor in praktijk de voorkeur, wat ondersteunt wordt in onderzoek.

De theorie dat de combinatie van beide na de training voor meer spiergroei zal zorgen is, simpel gesteld, als volgt:

Eiwitten bieden de aminozuren voor de eiwitsynthese, koolhydraten zorgen dat deze beter worden opgenomen door insuline te verhogen. De vragen die onderzoekers dan o.a. ook proberen te beantwoordden zijn dan ook:

1. Welke niveau’s insuline zijn er nodig voor optimale opname van de aminozuren uit eiwitten?
2. Welk effect heeft proteïne zelf op insuline?
3. Leidt de combinatie van koolhydraten en eiwitten tot meer spiergroei?

Tijd om in de onderzoeken te duiken!

“Insuline nodig voor opname aminozuren”

De onderzoekers van Northern Illinois University stellen dat de combinatie aan te raden is.

An ideal supplement following resistance exercise should contain whey protein that provides at least 3 g of leucine per serving. A combination of a fast-acting carbohydrate source such as maltodextrin or glucose should be consumed with the protein source, as leucine cannot modulate protein synthesis as effectively without the presence of insulin. Such a supplement post-workout would be most effective in increasing muscle protein synthesis, resulting in greater muscle hypertrophy and strength

Dat lijkt duidelijk. De leucine in de eiwitten zou minder effectief tot eiwitsynthese leiden in afwezigheid van insuline. Maar wie zegt dat er geen insuline aanwezig is wanneer je geen koolhydraten inneemt in je post workout shake?

De studies waarop de onderzoekers zich baseren, maakten gebruik van celculturen in een petrischaal [2,3]. Onder die omstandigheden (‘in vitro’) is het mogelijk te kijken naar het effect van de aminozuren als er helemaal geen insuline is. Die omstandigheid hoeft dus helemaal niet representatief te zijn voor de realiteit ‘in vivo’.

“Altijd al genoeg insuline voor opname aminozuren”

Ook wanneer je ’s ochtends wakker wordt en nog niet hebt gegeten, zijn er lage niveau’s insuline in je bloed (~5 mU/L). Ook bij deze lage niveau’s kunnen aminozuren in eiwitten worden gebruikt voor de eiwitsynthese. Dit blijkt uit een onderzoek uit 2008 van de University of Nottingham [4]. Ook toen de onderzoekers deze lage niveau’s dertig keer zo hoog maakten, bleef de eiwitsynthese gelijk. Dat is vergelijkbaar met insuline niveau’s na een maaltijd met snelle suikers. In beide situaties was overigens gezorgd voor genoeg aminozuren in het bloed.

Er is dus inderdaad insuline nodig om eiwitten te laten zorgen voor spiergroei. Uit het genoemde onderzoek blijkt echter dat er onder normale omstandigheden al genoeg insuline is. Mensen die trainen voor spiergroei doen dit bovendien normaal niet op een nuchtere maag. In praktijk zal je dan ook niet snel met dergelijk lage insuline niveau’s trainen.

Eiwitten verhogen zelf ook al insuline

Ook kan de fout gemaakt worden te denken dat alleen koolhydraten leiden tot een insuline-respons. Eiwitten doen dit ook.

Twee onderzoeken uit 201o toonden aan dat inname van eiwitten de insuline spiegel op een nuchtere maag kan verdubbelen of zelfs verdrievoudigen [5,6].  Dat is nog steeds niet zoveel als de respons na een maaltijd met koolhydraten. We hebben echter gezien dat dergelijke hoge niveau’s de opname van de eiwitten niet verbeteren.

Ik noem het dus meer om te benadrukken dat eiwitten zelf ook insuline doen stijgen, maar eigenlijk is dat dus irrelevant als insuline helemaal niet verder hoeft te stijgen.

Koolhydraten combineren met eiwitten om spierafbraak te beperken?

Irrelevant wat eiwitsynthese betreft, misschien niet wat spiergroei betreft. Dat klinkt misschien tegenstrijdig, maar is dat niet. Spiergroei, -behoud of -verlies is het resultaat van de continue aanmaak, maar ook afbraak van eiwitten in de spieren. Dit resultaat wordt ook wel de netto proteïne balans genoemd worden. Wanneer je meer aanmaakt dan afbreekt, zullen je spieren groeien. De afbraak van deze spiereiwitten beperken is dan ook net zo belangrijk als het stimuleren van de aanmaak.

Ook hierbij speelt insuline, of beter gezegd het gebrek daaraan, een belangrijke rol. Bij lage niveau’s (en de afgifte van andere hormonen zoals glucagon) zullen vetcellen en spiercellen juist opdracht krijgen om glucose te maken door afbraak. Die afbraak is vaak welkom als het gaat om vetten, maar niet als het gaat om spiermassa.

Onderzoek heeft inderdaad aangetoond dat het innemen van 100g snelle suikers na een training de spiergroei kan verhogen door specifiek de afbraak te beperken [7].  Onderzoek uit 2011 toonde echter ook aan dat proteïne ook in staat is deze afbraak te remmen zonder te combineren met koolhydraten [8]. Het toevoegen van 50 gram maltodextrine aan 25 gram whey proteïne zorgde ook niet voor een betere netto proteïne balans dan de whey alleen.

Bron eiwitten belangrijker dan (bron) koolhydraten

Dan zijn er nog twee onderzoeken die de effecten van melk op spiergroei vergeleken met die van sojamelk. Beide bronnen bevatten naast proteïne ook koolhydraten (respectievelijk lactose en maltodextrine). De hoeveelheid koolhydraten was gelijk. Maltodextrine heeft echter een hogere glycemische index dan lactose. Dat wil zeggen dat het voor een snellere verhoging van het bloedsuiker en daarmee een hogere insulinepiek zorgt. Toch was het de melk die voor een hogere eiwitsynthese én meer droge massa zorgde [9,10].

Conclusie: Genoeg eiwit is genoeg

Als genoeg eiwitten neemt na een training, dan is dat dus voldoende voor het optimale effect van de eiwitten op spiergroei. Het toevoegen van koolhydraten lijkt geen toegevoegde waarde te hebben.

Behalve het genoemde onderzoek uit 2011 [8] zijn er nog twee andere onderzoeken die dit getest hebben in jong volwassenen [11,12]. Daarbij moet wel gezegd worden dat hierbij geen ‘normale’ eiwitten werden gebruik. In 2007 zagen onderzoekers van de Universiteit van Maastricht dat het toevoegen van koolhydraten aan proteïne hydrolisaat geen toegevoegde waarde had [11]. Onderzoek van McMaster University vergeleek het effect van essentiële aminozuren alleen of met koolhydraten [12]. Ook hierbij zagen ze geen vergroot effect door koolhydraten toe te voegen aan de mix. De onderzoekers zagen vergelijkbare resultaten in 2013 met oudere mannen toen ‘het trage’ caseïne proteïne werd gebruikt [13].

De overeenkomst tussen deze onderzoeken is dat allen werkten met  20-25 gram aan hoogwaardige proteïne of aminozuren met voldoende leucine.

De conclusie is dus dat je geen koolhydraten nodig hebt om je eiwit-shake zijn werk optimaal te laten doen. De eiwitten kunnen op zich net zo’n groot effect leveren als de combinatie met koolhydraten en een groter effect dan koolhydraten alleen.

Heeft het dan helemaal geen zin om koolhydraten in je eiwit-shake na de training te nemen? Misschien wel. Deze neem je dan echter voor het effect van de koolhydraten op zich en niet om het effect van de eiwitten te vergroten. Bijvoorbeeld om zo makkelijker aan je dagelijkse behoefte aan koolhydraten te komen.

Referenties

1. Protein timing and its effects on muscular hypertrophy and strength in individuals engaged in weight-training. Stark M, Lukaszuk J, Prawitz A, Salacinski A J Int Soc Sports Nutr. 2012 Dec 14; 9(1):54.
2. Amino acids mediate mTOR/raptor signaling through activation of class 3 phosphatidylinositol 3OH-kinase. Nobukuni T, Joaquin M, Roccio M, Dann SG, Kim SY, Gulati P, Byfield MP, Backer JM, Natt F, Bos JL, Zwartkruis FJ, Thomas G. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Oct 4; 102(40):14238-43.
3.  hVps34 is a nutrient-regulated lipid kinase required for activation of p70 S6 kinase. Byfield MP, Murray JT, Backer JM
   J Biol Chem. 2005 Sep 23; 280(38):33076-82.
4. Disassociation between the effects of amino acids and insulin on signaling, ubiquitin ligases, and protein turnover in human muscle. Greenhaff PL, Karagounis LG, Peirce N, Simpson EJ, Hazell M, Layfield R, Wackerhage H, Smith K, Atherton P, Selby A, Rennie MJ Am J Physiol Endocrinol Metab. 2008 Sep; 295(3):E595-604.
5. Effect of premeal consumption of whey protein and its hydrolysate on food intake and postmeal glycemia and insulin responses in young adults. Akhavan T, Luhovyy BL, Brown PH, Cho CE, Anderson GH Am J Clin Nutr. 2010 Apr; 91(4):966-75.
6. Comparison of different sources and degrees of hydrolysis of dietary protein: effect on plasma amino acids, dipeptides, and insulin responses in human subjects. Morifuji M, Ishizaka M, Baba S, Fukuda K, Matsumoto H, Koga J, Kanegae M, Higuchi M J Agric Food Chem. 2010 Aug 11; 58(15):8788-97.
7. Effect of carbohydrate intake on net muscle protein synthesis during recovery from resistance exercise. Børsheim E, Cree MG, Tipton KD, Elliott TA, Aarsland A, Wolfe RR J Appl Physiol (1985). 2004 Feb; 96(2):674-8.
8. Carbohydrate does not augment exercise-induced protein accretion versus protein alone. Staples AW, Burd NA, West DW, Currie KD, Atherton PJ, Moore DR, Rennie MJ, Macdonald MJ, Baker SK, Phillips SM Med Sci Sports Exerc. 2011 Jul; 43(7):1154-61.
9. Consumption of fluid skim milk promotes greater muscle protein accretion after resistance exercise than does consumption of an isonitrogenous and isoenergetic soy-protein beverage. Wilkinson SB, Tarnopolsky MA, Macdonald MJ, Macdonald JR, Armstrong D, Phillips SM Am J Clin Nutr. 2007 Apr; 85(4):1031-40.
10. Consumption of fat-free fluid milk after resistance exercise promotes greater lean mass accretion than does consumption of soy or carbohydrate in young, novice, male weightlifters. Hartman JW, Tang JE, Wilkinson SB, Tarnopolsky MA, Lawrence RL, Fullerton AV, Phillips SM Am J Clin Nutr. 2007 Aug; 86(2):373-81.
11. Coingestion of carbohydrate with protein does not further augment postexercise muscle protein synthesis. Koopman R, Beelen M, Stellingwerff T, Pennings B, Saris WH, Kies AK, Kuipers H, van Loon LJ Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007 Sep; 293(3):E833-42.
12. Addition of carbohydrate or alanine to an essential amino acid mixture does not enhance human skeletal muscle protein anabolism.
    Glynn EL, Fry CS, Timmerman KL, Drummond MJ, Volpi E, Rasmussen BB J Nutr. 2013 Mar; 143(3):307-14.
13. Carbohydrate co-ingestion with protein does not further augment post-prandial muscle protein accretion in older men. Hamer HM, Wall BT, Kiskini A, de Lange A, Groen BB, Bakker JA, Gijsen AP, Verdijk LB, van Loon LJ Nutr Metab (Lond). 2013 Jan 25; 10(1):15.