BCAA’s tijdens het cutten

Geschatte leestijd: 7 minuten

In dit derde en laatste deel van deze serie vergelijk ik de verschillende BCAA’s leucine, valine en isoleucine. Daarnaast behandel ik de eventuele waarde van BCAA’s tijdens het “cutten”, afvallen met behoud van spiermassa.

BCAA’s?: Waarom niet alleen Leucine?

In het vorige deel gaf ik aan dat je je af kunt afvragen of BCAA’s zorgen voor meer spiergroei (door beperkte spierafbraak) wanneer je voeding gedurende de dag en rondom de training al goed is. Een andere vraag die je jezelf kunt stellen is wat de toegevoegde waarde is van valine en isoleucine. Het is je namelijk misschien al opgevallen in de voorgaande delen dat leucine vaak apart genoemd wordt.

Zelf gaf ik al aan in BCAA’s vooral de verhouding te willen zien in het voordeel van leucine. In de enige onderzoeken die ik relevant noemde is ook alleen met leucine gewerkt. Dit heeft te maken met de functies van leucine die valine en isoleucine niet hebben: Het activeren van mTOR en het verhogen van insuline.

Leucine exhibits strong insulinotropic characteristics, which may increase amino acid availability for muscle protein synthesis, reduce muscle protein breakdown, and enhance glucose disposal to help maintain blood glucose homeostasis.

J. Manders, Katholieke Universiteit Leuven [1]

Leucine en insuline

Insuline werkt anabool. Het komt vrij wanneer er veel glucose (suiker) in het bloed is. De insuline geeft o.a. een signaal aan spiercellen om meer van de suikers op te slaan als glycogeen in de spieren en om meer proteïne aan te maken waarmee de spieren groeien.  Leucine zorgt voor een stijging van insuline waarmee je deze voordelen dus behaalt [1,2,3 ]. Insuline zorgt er echter ook voor dat de suikers kunnen worden opgeslagen als lichaamsvet, een punt dat verder in dit artikel terugkomt.

Leucine en mTor

BCAAs (leucine, isoleucine, and valine), particularly leucine, have anabolic effects on protein metabolism by increasing the rate of protein synthesis and decreasing the rate of protein degradation in resting human muscle. Also, during recovery from endurance exercise, BCAAs were found to have anabolic effects in human muscle. These effects are likely to be mediated through changes in signaling pathways controlling protein synthesis.

E. Blomstrand, Åstrand Laboratory, University College of Physical Education and Sports [15]

Bovenstaande citaat wijst ook specifiek op het anabole effect van leucine én verwijst naar de waarschijnlijke oorzaak:”signaling pathways controlling protein synthesis”. mTOR staat voor: mammalian target of rapamycin of tegenwoordig ook wel mechanistic target of rapamycin genoemd (geen zorg, die vraag komt niet in de overhoring). mTOR is een eiwit dat een belangrijke rol speelt in het starten van de aanmaak van meer proteïne in de spieren. Het reageert bijvoorbeeld op groeihormoon en insuline, maar dus ook op leucine (4,5,6). Om een lang verhaal kort te houden, zal ik hier volstaan met de opmerking dat van de drie BCAA’s alleen leucine dit effect heeft en zich daarmee onderscheid van valine en isoleucine.

Een ander onderscheid is dat isoleucine en valine kunnen worden omgezet in glucose. Leucine kan dat niet, maar kan wel worden omgezet en ketolichamen om zo voor energie te zorgen [16].

Isoleucine

Isoleucine zorgt ook voor verlaging van glucose in het bloed door de spieren meer glucose op te laten nemen. Isoleucine doet dit echter zonder de werking van insuline (dat namelijk niet verhoogd wordt zoals bij leucine het geval is) en zonder de werking van mTOR [7]. De stijging van proteïne synthese die leucine veroorzaakt door insuline te verhogen, blijft dus uit bij isoleucine. De voordelen die door isoleucine wel behaald worden, zijn:

• Meer brandstof naar de spieren dus minder noodzaak tot afbraak van proteïne in de spieren.
• Minder glucose dat omgezet kan worden in lichaamsvet

Valine

Valine speelt een belangrijke rol in het reguleren van de energievoorziening en proteïne-synthese, maar dat wil niet perse zeggen dat dit een positieve rol is. Zo blijkt dat valine juist de opname van glucose door de spieren verlaagt [doi]. Dit lijkt een systeem van negative-feedback te zijn. Als ware een begrenzer op de glucose opnamen. Er lijken geen onderzoeken gedaan te zijn waarbij het effect van inname van alleen valine op spiermassa en/of kracht is bekeken. De toegevoegde waarde van inname van extra valine is dan ook onbekend.

Leucine verlaagt valine en isoleucine

Behalve het effect van isoleucine is er nog een reden om niet alleen leucine als supplement te gebruiken.

Leucine blijkt antagonistische te werken op valine en isoleucine. Wanneer je leucine inneemt, wordt de hoeveelheid valine en isoleucine verlaagd met beperkte groei tot gevolg [8,9,10,11]. Zo bleek dat toevoeging van 3% aan een dieet met weinig proteïne (9% caseïne) bij ratten zorgde voor beperkte groei [10]. Deze beperking van groei werd opgeheven door toevoeging van isoleucine. Een zelfde effect zagen onderzoekers in een vergelijkbaar onderzoek in 1956 [9]. Daarin werd de onderdrukking van groei door 3% leucine opgeheven door toevoeging van valine én isoleucine.

These observations indicated that excess leucine increased the requirement for isoleucine and valine in the rat.

A.E. Harper

Ook hierbij zien we echter andere omstandigheden dan de normale wanneer er genoeg voeding binnenkomt. Hier was sprake van een dieet met juist weinig proteïne. De negatieve invloed van ingenomen leucine op aanwezige valine en isoleucine leidde dan ook tot een tekort aan valine en isoleucine. Uit diverse onderzoeken blijkt dan ook dat dit effect van leucine wordt opgeheven wanneer er voldoende wordt gegeten [8].

De hoeveelheden valine en isoleucine die nodig zijn om het effect van leucine te compenseren blijken ook erg klein te zijn. Aan een dieet dat voor 5% bestaat uit leucine hoefde slechts 0,16 isoleucine en 0,15% valine te worden toegevoegd. Je kan je voorstellen dat je in met de toevoeging van normale proteïne verhoudingsgewijs op veel hogere doseringen isoleucine en valine uitkomt. Ook uit normale voeding zit je al erg snel op deze hoeveelheden.

BCAA’s en cutten

Tot nu toe lijken de relevante onderzoeken dus niet al te positief. Er is mogelijk een uitzondering. Tijdens het cutten, wanneer je lichaamsvet wilt verbranden zonder teveel spiermassa in te leveren.

Zoals gezegd zien we namelijk wel een positief effect van BCAA’s, in het bijzonder leucine, wanneer er een tekort aan voeding is. Dit is het geval wanneer er “gecut” wordt en men bewust minder calorieën inneemt dan het lichaam eigenlijk nodig heeft. Vooral weinig koolhydraten eten (maar ook vetten die in suikers kunnen worden omgezet) zorgt ervoor dat er weinig insuline wordt aangemaakt. Anders zou er te weinig suiker in het bloed zijn met een mogelijk “hypo” tot gevolg. Minder insuline is dus minder lichaamsvet, maar ook minder proteïne-synthese. Dit gaat dus ook ten koste van je spiermassa. Om deze reden zien sommigen hier de toegevoegde waarde van BCAA’s om de spierafbraak te beperken door te zorgen voor aanwezigheid van voldoende aminozuren in het bloed.

Ten eerste mag je je echter opnieuw afvragen in hoeverre gewone proteïne niet tot hetzelfde effect zouden leiden. Bovendien heb ik hierboven net uitgelegd dat leucine de insulinespiegel doet stijgen. Iets wat je niet perse wilt wanneer je aan het cutten bent.

Whey proteïne heeft overigens ook een verhogend effect op insuline [12,14]. Dit geldt in nog grotere mate voor gehydrolyseerde proteïne of dit nu whey is of caseïne [13]. “Normale”caseïne proteïne heeft geen verhogend effect op insuline [14]. Om spiermassa te beperken tijdens de cutfase zou ik dus geen bcaa’s gebruiken, in het bijzonder leucine, maar caseïne.

Een kleine uitzondering kan zijn isoleucine. Zoals gezien, verlaagt dit glucose in het bloed zonde insuline te verhogen. Glucose dat dus niet meer omgezet kan worden in lichaamsvet. Dit zou je echter ook bereiken door minder te eten. Dat laatste is goedkoper, maar geestelijk kan het prettig zijn iets meer te kunnen eten en dit te compenseren met isoleucine.

Conclusie

En Jay dan?

Ik begon het eerste deel van deze serie met Jay Cutler die me Proteïne en BCAA’s als twee favoriete supplementen noemde. Eerlijk gezegd, ben ik minder overtuigd en enthousiast.

Wie ben ik echter om te zeggen dat een viervoudig Mr. Olympia ongelijk heeft? Nou, ten eerste iemand die zelf geen BCAA’s verkoopt. Ik was eerlijk gezegd ook een beetje verbaasd over zijn antwoord. Ik stelde de vraag over zijn twee favoriete supplementen eigenlijk denkend dat ik het te verwachten antwoord zou krijgen: Proteïne en creatine.

Dorian Yates noemde proteïne en een pre-workout en kon toch niet laten een derde te noemen namelijk toch de vertrouwde creatine. Ook bij het noemen van de pre-workout had ik niet het idee dat hier commerciële belangen speelden aangezien hij er direct op zei dat in zijn tijd de pre-workouts zelf samen werden gesteld (in plaats van te verwijzen naar één van zijn eigen pre-workouts).

Het is in dit opzicht misschien goed om te weten dat creatine niet bepaald hoge winstmarges heeft. Het is goedkoop in de productie, wordt door iedereen gemaakt en verkocht en het wordt gebruikt in relatief kleine hoeveelheden. Mogelijk dat BCAA’s hogere winstmarges opleveren en Jay’s antwoord verklaren. Tenslotte is het echter ook mogelijk dat Jay simpelweg iets weet dat ik niet weet.

Op basis van de vele onderzoeken zie ik echter geen grote toegevoegde waarde van BCAA’s wanneer er voldoende gegeten wordt, in het bijzonder voldoende proteïne.

Referenties

1. Manders, R.J.; Little, J.P.; Forbes, S.C.; Candow, D.G. Insulinotropic and Muscle Protein Synthetic Effects of Branched-Chain Amino Acids: Potential Therapy for Type 2 Diabetes and Sarcopenia. Nutrients 2012, 4, 1664-1678.
2. Koopman R, Wagenmakers AJ, Manders RJ, Zorenc AH, Senden JM, Gorselink M,Keizer HA, van Loon LJ. Combined ingestion of protein and free leucine with
   carbohydrate increases postexercise muscle protein synthesis in vivo in male subjects. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2005 Apr;288(4):E645-53. Epub 2004 Nov
   23. PubMed PMID: 15562251.
3. Kalogeropoulou D, Lafave L, Schweim K, Gannon MC, Nuttall FQ: Leucine, when ingested with glucose, synergistically stimulates insulin secretion and lowers blood glucose. Metabolism 2008, 57:1747-52.
4. Hay N, Sonenberg N (2004). “Upstream and downstream of mTOR”. Genes Dev 18 (16): 1926–45. doi:10.1101/gad.1212704. PMID 15314020.
5. Haegens A, Schols AM, van Essen AL, van Loon LJ, Langen RC. Leucine induces myofibrillar protein accretion in cultured skeletal muscle through mTOR dependent
   and -independent control of myosin heavy chain mRNA levels. Mol Nutr Food Res. 2012 May;56(5):741-52. doi: 10.1002/mnfr.201100695. PubMed PMID: 22648621.
6. Kimball SR, Farrell PA & Jefferson LS (2002) Invited Review: role of insulin in translational control of protein synthesis in skeletal muscle by amino acids or exercise. J Appl Physiol 93, 1168–1180.
7. Doi M, Yamaoka I, Fukunaga T, Nakayama M. Isoleucine, a potent plasma glucose-lowering amino acid, stimulates glucose uptake in C2C12 myotubes. Biochem Biophys Res Commun. 2003 Dec 26;312(4):1111-7. PubMed PMID: 14651987.
8. Harper, A. E., Miller, R. H. & Block, K. P. (1984). Branched chain amino acid metabolism. Annual Review of Nutrition 4, 409—454.
9. Benton, D. A., Harper, A. E., Spivey, H. E., Elvehjem, C. A. 1956. Leucine, isoleucine, and valine relationships in the rat. Arch. Biochem. Biophys. 60: 147-55
10. Harper, A. E., Benton, D. A. , Winje, M.E . , Elvehjem, C. A. 1954. Leucineisoleucine antagonism in the rat. Arch.Biochem. Biophys. 5 1 :523-24
11. Harper, A. E . , Benevenga, N . J . , Wohlhueter, R. M. 1970. Effects of ingestion of disproportionate amounts of aminoacids. Physiol. Rev. 50:428-558
12. Salehi A, Gunnerud U, Muhammed SJ, Ostman E, Holst JJ, Björck I, Rorsman P. The insulinogenic effect of whey protein is partially mediated by a direct effect of amino acids and GIP on β-cells. Nutr Metab (Lond). 2012 May 30;9(1):48..
13. Manninen AH. Hyperinsulinaemia, hyperaminoacidaemia and post-exercise muscle anabolism: the search for the optimal recovery drink. Br J Sports Med. 2006;40:900–5. doi: 10.1136/bjsm.2006.030031.
14. Hoppe C, Mølgaard C, Dalum C, Vaag A, Michaelsen KF. Differential effects of casein versus whey on fasting plasma levels of insulin, IGF-1 and IGF-1/IGFBP-3: results from a randomized 7-day supplementation study in prepubertal boys. Eur J Clin Nutr. 2009 Sep;63(9):1076-83. doi: 10.1038/ejcn.2009.34. Epub 2009 May 27.
15. E. Blomstrand et al.Branched-Chain Amino Acids Activate Key Enzymes in Protein Synthesis after Physical Exercise1–3. J. Nutr. January 2006 vol. 136 no. 1 269S-273S
16. Letto J, Brosnan ME, Brosnan JT. Valine metabolism. Gluconeogenesis from 3-hydroxyisobutyrate. Biochem J. (1986)