راهنمای کامل و علمی‌ آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین

دو مورد از کلماتی که در خرده فرهنگ بدنسازی بیشترین استفاده را دارند عبارتند از “ آنابولیک “ و “ کاتابولیک “ . حدس من این است که اکثریت مردم عادی در واقع چیز زیادی در مورد این واژگان نمیدادند جز اینکه اولی‌ اشاره به ساختن و دومی‌ اشاره به تجزیه شدن دارد. به همین دلیل مطلب راهنمای آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین را برای شما تهیه کردیم.

با توجه به اینکه تمرکز بسیاری از فیزیک کاران و ورزشکاران مشابه بهبود ترکیب بدنی، بنابراین رشد عضلانی و چربی‌ سوزی اغلب مهم ‌ترین نگرانی‌های آنها محسوب میشود. بنابراین اینطور به نظر می‌رسد که شرح موارد پایه در مورد اینکه آنابولیسم و کاتابولیسم دقیقا چه می‌باشد معقول به نظر میرسد. به علاوه، درک این دو فرایند در دیگر ارگانیزم‌های زنده نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.

هدف این راهنما پوشش نکات مهم در مورد سیستم درون ریز بدن انسان و وظایف آن در آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین می‌باشد.

متابولیسم چیست؟

متابولیسم جز آن دسته واژگانی است که تقریبا تمام افراد آن را میدانند (و استفاده میکنند) اما با این وجود تعداد اندکی‌ آن را درک میکنند، بنابراین در این قسمت به شما اطلاعاتی‌ مختصر داده خواهد شد تا بدانید متابولیسم دقیقا چه می‌باشد.

تمام ارگانیزم‌های زنده از ساده‌ترین واحد حیات یعنی‌ سلول تشکیل شده‌اند. این یعنی‌ حتی ارگانیزم‌های میکروبی ساده نیز “ زنده “ هستند، با این وجود انسان متشکل از تعداد بسیار زیادی سلول (صد‌ها تریلیون) می‌باشد در حالی‌ که بسیاری از میکروب‌ها تنها در فرم تک سلولی هستند (و مغز ندارند) و … بگذارید به اصل مطلب بازگردیم.

درون این سلول ها، واکنش‌های شیمیایی مدام در حال رخ دادن هستند و در همین حین انرژی نیز استفاده و آزاد میشود. این واکنش‌ها به دو دسته تقسیم میشوند که ما در مقدمه به آنها اشاره کردیم، یعنی‌ واکنش‌های آنابولیک و کاتابولیک.

واکنش‌های آنابولیک از انرژی برای ساخت اجزای سلولی و مولکول‌ها استفاده میکنند در حالی‌ که واکنش‌های کاتابولیک با تجزیه بستر‌های پیچیده انرژی را آزاد میکنند.

بنابراین، هنگامی که ما در مورد متابولیسم صحبت می‌کنیم، اشاره ما مجموع تمام این واکنش‌های فیزیولوژیکی درون سلول می‌باشد که برای حفظ زندگی‌ ضروری میباشند. چندین متغیر از جمله سیگنالینگ هورمونی، فعالیت‌های فیزیکی‌، میزان دسترسی‌ به تغذیه و وضعیت انرژی روی چگونگی‌ و زمان رخ دادن این واکنش‌ها تاثیر گذار هستند.

برای حالا، تنها بدانید که متابولیسم یک سیستم به شدت پیچیده از واکنش‌های درون سلولی می‌باشد که باعث حفظ حیات میشود و در طول این فرایند‌ها ما به شکل ذاتی هم با ورودی انرژی و هم خروجی انرژی روبرو هستیم (و بنابراین نیازمان به تغذیه).

بهبود ترکیب بدنی

هدف تقریبا تمام افرادی که در باشگاه حضور دارند بهبود ترکیب بدنی‌شان می‌باشد (همان کاهش سطح چربی‌ بدن و/یا افزایش توده عضلانی). اما مساله در مورد بهبود ترکیب بدنی این است که فرایندی بر پایه بده-‌بستان می‌باشد. در بدنسازی و خرده فرهنگ فیتنس، بسیاری از افراد در مورد ایده چربی‌ سوزی و عضله سازی هم زمان بسیار وسواس دارند.

اما، چربی‌ سوزی و عضله سازی از لحاظ تئوری دو فرایند منحصر به فرد و مقابل هم هستند، به طوری که برای چربی‌ سوزی شما میبایست انرژی کمتر از حد نیاز به بدن رسانده و برای عضله سازی نیازمند دریافت کالری مازاد بر نیاز بدن هستید. بنابراین، هنگامی که من به یک مربی‌ یا برنامه تمرینی بر میخورم که “ تضمین “ میدهد میتواند در یک زمان برای شما عضله سازی و چربی‌ سوزی انجام دهد، میدانم که این کاملا یک ادعای بی‌ پایه و اساس می‌باشد مگر اینکه آن فرد قصد غلبه بر قوانین ترمودینامیک را داشته باشد.

بنابراین یک روش برای تفکر در مورد بهبود ترکیب بدنی این است که آن را همانند یک الاکلنگ در میان عضله سازی و چربی‌‌ سوزی در نظر بگیریم، بنابراین اگر خواهان افزایش یکی‌ از آنها باشید آن دیگری کاهش پیدا خواهد کرد.

به همین دلیل است که روش سنتی‌ بسیاری از افراد تمرین کننده ای که به دنبال بهبود ترکیب بدنی خود هستند استفاده از دوره‌های متناوب حجم و کات می‌باشد. دیگر گزینه باقی‌ ماندن در وضعیت “ نگهداری “ می‌باشد که در این حالت شما نه عضله سازی کرده و نه عضله از دست میدهید و همچنین نه چربی‌ سوزی کرده و نه چربی‌ اضافه می‌کنید.

بنابراین بیایید ببینیم که نقش آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین در زمینه بهبود ترکیب بدنی یک فرد چه می‌باشد.

پروتئین و ساخت بافت ماهیچه اسکلتی

ماهیچه‌های اسکلتی بزرگ ‌ترین ذخایر آمینو اسیدی در بدن انسان هستند. بسیاری از بدنسازان و دوستداران سلامتی عاشق بحث در مورد موضوع مصرف پروتئین هستند، عمدتا به این دلیل که پروتئین تامین کننده واحد‌های سازنده (آمینو اسید ها) مورد نیاز بافت‌های ماهیچه ای جدید هستند.

اما به هر حال، هنگامی که فردی به موضوع سنتز پروتئین اشاره می‌کند بسیاری از مردم در مورد پیام و مفهوم آن دچار سو برداشت میشوند. پروتئین‌ها درشت مولکول هایی ضروری هستند که دارای نقش‌های زیادی در بدن انسان هستند. آنها تنها مرتبط با بافت ماهیچه ای نیستند و در واقع تقریبا در تمام سیستم‌های بدنی حضور دارند :

۱ . ترن اوور پروتئین در کل بدن : این مورد اشاره به میزان سنتز و تجزیه پروتئین در تمام ارگان‌های بدن دارد، چه اسکلتی و چه غیر اسکلتی

۲ . ترن اوور پروتئین در ماهیچه اسکلتی : این مورد اشاره به سنتز و تجزیه پروتئین در ماهیچه‌های اسکلتی دارد.

هنگامی که بحث بر سر بهبود ترکیب بدنی باشد، به طور غریزی برایتان عقلانی می‌باشد که در این حالت ما در تلاش برای ساخت ماهیچه‌های اسکلتی هستیم، زیرا ما به دنبال هایپرتروفی بافت کلیه نیستیم (حداقل نه به میزان حاد). البته این به آن معنا نمیباشد که آنابولیسم پروتئین در کل بدن چیز بدی می‌باشد (در واقع بخشی مهم از حیات انسان می‌باشد)، اما آنابولیسم پروتئین بیش از حد در کل بدن در یک بازه زمانی‌ طولانی میتواند در واقع منجر به بزرگی‌ ارگان‌ها شده که این امر شما را با مشکلات سلامتی مواجه خواهد کرد.

آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین

واژه شناسی‌ آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین

قبل از ادامه مقاله، ممکن است برخی‌ از شما از اصطلاحات فنی‌ به کار رفته در این مقاله دچار سردرگمی شده باشید، بنابراین در این قسمت به شکل مختصر تعریفی در مورد این اصطلاحات علمی‌ ارائه خواهد شد که میتواند به درک بیشتر مقاله کمک کند :

۱ . سنتز پروتئین عضلات : اشاره به ساخت پروتئین تنها در ماهیچه‌های اسکلتی دارد.

۲ . تجزیه پروتئین عضلات : اشاره به تجزیه/تخریب پروتئین تنها در ماهیچه‌های اسکلتی دارد.

۳ . ترن اوور پروتئین : معیاری برای تشخیص تعادل میان سنتز پروتئین و تجزیه پروتئین

۴ . آنابولیسم پروتئین در عضلات : اشاره به وضعیتی در ماهیچه‌های اسکلتی دارد که در آن سرعت ساخت پروتئین از سرعت تجزیه آن پیشی‌ می‌گیرد و بنابراین در این حالت بافت عضلانی جدید ساخته میشود.

۵ . کاتابولیسم پروتئین در عضلات :  اشاره به وضعیتی در ماهیچه‌های اسکلتی دارد که در آن سرعت تجزیه پروتئین از سرعت ساخت آن پیشی‌ می‌گیرد و بنابراین در این حالت بافت عضلانی دچار تخریب میشود.

۶ . هایپرتروفی : رشد بافت (عموما اشاره به ماهیچه دارد)

۷ . آتروفی : تحلیل بافت، مخالف هایپرتروفی

فاکتورهایی که روی آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین در عضلات تاثیر گذار هستند:

اکنون به قسمت اصلی‌ این مقاله رسیده ایم و به بررسی فاکتور‌های دارای نقش مهم در آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین خواهیم پرداخت که در نهایت روی ترکیب بدنی تاثیر گذار هستند. همانطور که قبلا ذکر شد، واکنش‌های آنابولیک در زمینه ساخت اجزای سلولی و مولکول‌ها عمل میکنند در حالی‌ که واکنش‌های کاتابولیک خلاف این امر را انجام میدهند. همچنین به یاد آورید که واکنش‌های آنابولیک نیازمند ورودی انرژی هستند در صورتی‌ که واکنش‌های کاتابولیک باعث آزاد سازی انرژی میشوند. بنابراین در ادامه بررسی خواهیم کرد که چگونه واکنش‌های آنابولیک و کاتابولیک در زمینه ساخت ماهیچه‌های اسکلتی اثر گذار هستند، که یکی‌ از مهم ‌ترین اجزای بهبود ترکیب بدنی محسوب میشوند.

تیتر موضوعاتی که در ادامه آنها را پوشش خواهیم داد به شرح زیر است :

۱ . استخر آمینو اسیدی : انتقال و اکسیداسیون

۲ . انسولین

۳ .فاکتور رشد شبه انسولین و (IGF-1)

۴ . هورمون رشد

۵ . هورمون‌های آندروژنیک

۶ . هورمون‌های استروژنی

۷ . هورمون‌های تیروئید

۸ . هورمون‌های استرس (گلوکوکورتیکوئیدها، گلوکاگون و کاتکولامین ها)

استخر آمینو اسیدی : انتقال و اکسیداسیون

همانطور که قبل تر ذکر شد، ماهیچه‌های اسکلتی بزرگ ‌ترین ذخایر آمینو اسیدی در بدن هستند و تشکیل دهنده بزرگ ‌ترین حجم پروتئینی هستند. اساسا دو استخر آمینو اسیدی وجود دارد که مدنظر ما می‌باشد، استخر در گردش و استخر درون سلولی.

هنگامی که بدن در وضعیت گرسنگی قرار دارد (و دیگر شرایط کاتابولیک)، آمینو اسید‌ها از بافت‌های ماهیچه ای به درون گردش خون آزاد میشوند و توسط دیگر بافت‌ها مورد استفاده قرار میگیرند. در نقطه مقابل، هنگامی که سنتز پروتئین مورد نیاز باشد، آمینو اسید‌ها به شکل فعالی‌ میتوانند از گردش خون به فضای درون سلولی سلول‌های ماهیچه ای منتقل شده و با پروتئین‌ها ادغام شوند (و در نتیجه ساخت پروتئین‌های جدید).

بنابراین علاوه بر میزان موجودی آمینو اسید‌های درون سلولی، سنتز پروتئین تا حدودی توسط میزان انتقال آمینو اسید‌ها به درون یا بیرون سلول‌های ماهیچه ای تنظیم میشود.

در حیوانات (عمدتا گوشت خواران) از طریق اکسیداسیون آمینو اسید‌ها میزان زیادی انرژی تامین میشود. اکسیداسیون آمینو اسید‌ها به آمونیاک و سپس اسکلت‌های کربنی در زمان وجود پروتئین اضافه از طریق رژیم، در طول دوره گرسنگی، محدود کردن مصرف کربوهیدرات و یا ابتلا به دیابت روی میدهد.

 

آمونیاک توسط کلیه‌ها از طریق ادرار از بدن انسان دفع میشود، در حالی‌ که اسکلت‌های کربنی آمینو اسید‌ها وارد چرخه اسید سیتریک برای تولید انرژی میشود. برخی‌ افراد مدعی هستند که موضوع استرس روی کلیه‌ها با توجه به میزان پروتئین بالا در رژیم‌های سنتی‌ بدن سازی موضوعی جدی می‌باشد، اما حتی مصرف تا ۲ گرم پروتئین به ازای هر پوند از وزن بدون چربی‌ بدن در افراد بدون مشکل کلیوی ایمن به نظر می‌رسد (اگرچه این میزان پروتئین برای اکثر بدنسازان طبیعی زیاد می‌باشد).

آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین : انسولین

انسولین یک پپتید هورمون بوده که در واکنش به افزایش سطح قند خون توسط پانکراس ترشح میشود. با شروع افزایش قابل توجه دیابت نوع ۲ در ایالات متحده آمریکا، متاسفانه بسیاری انسولین را دشمن بدن انسان میدانند.

اما می‌توانم به شما اطمینان دهم که اگر هدف تان عضله سازی و رسیدن به بدنی خوش فرم می‌باشد، پس بهتر است اجازه دهید که انسولین جادوی آنابولیک خود را انجام دهد تا اینکه سعی‌ کنید به هر طریقی از آن اجتناب کنید، همانند آن چیزی که بسیاری از افراد ضد کربوهیدرات به تبلیغ آن میپردازند.

انسولین یکی‌ از قوی‌ترین هورمون‌های آنابولیک بدن انسان می‌باشد و در زمان وجود مقادیر کافی‌ آمینو اسید میتواند باعث آنابولیسم پروتئین در کل بدن شود. اما مساله در اینجا این است که در وضعیت هایپرانسولینمی (سطح انسولین افزایش یافته) بدون وجود آمینو اسید کافی‌ اینطور به نظر نمیرسد که سنتز پروتئین در کل بدن افزایش پیدا کند (اگرچه این امر سرعت تجزیه پروتئین در کل بدن را کاهش میدهد).

به علاوه، اگرچه انسولین میتواند باعث کاهش تجزیه پروتئین در کل بدن شود، اما باعث تعدیل سیستم یوبیکوتین که مسئول تنظیم تجزیه پروتئین در ماهیچه‌ها است نمی‌شود. بنابراین، انسولین یک کاهش دهنده مخصوص تجزیه پروتئین نمیباشد.

تحقیقات نشان میدهند که انسولین مستقیما باعث تغییر سرعت انتقال غشایی آمینو اسید‌ها نمیشود بلکه از طریق تعامل با استخر آمینو اسیدی فعال میتواند باعث افزایش سنتز پروتئین در عضلات شود. تنها موارد استثنا در این مورد آمینو اسیدهایی هستند که از پمپ سدیم/پتاسیم (عمدتا آلانین، لوسین و لیسین) استفاده میکنند، زیرا انسولین باعث میشود تا سلول‌های ماهیچه اسکلتی با فعال سازی این پمپ‌ها وارد حالت هایپرپلاریزاسیون شود.

آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین

این امر نشان میدهد که وضعیت هایپرانسولینمی (سطح انسولین افزایش یافته) به موازات وضعیت هایپرآمینواسیدمی (سطح آمینو اسید افزایش یافته در پلاسما) باید برای تسهیل سنتز پروتئین در ماهیچه‌ها به خوبی‌ کفایت کند. در واقع به همین دلیل است که به بیماران در وضعیت حاد نزاری اغلب ترکیبی‌ از آمینو اسید‌ها و انسولین تزریق میشود.

جمع بندی در مورد انسولین

تمام بحث‌های سنگین علمی‌ گاهی‌ اوقات میتوانند باعث شوند تا ما دیدمان به مساله بزرگ تر را از دست بدهیم. پیام اصلی‌ این است که انسولین قطعا یک هورمون بسیار آنابولیک می‌باشد که برای سنتز پروتئین در ماهیچه‌های اسکلتی مفید میشد اما وجود یک منبع خارجی‌ تامین کننده آمینو اسید برای تحقق چنین امری ضروری می‌باشد.

همانطور که در بالا ذکر شد، وضعیت هایپرانسولینمی و هایپرآمینواسیدمی باعث تسهیل سنتز پروتئین در عضلات میشود و چه چیز برای ایجاد چنین وضعیتی بهتر از مصرف پروتئین و کربوهیدرات!

اما مراقب باشید که از این نکته برداشت اشتباه نکنید و گمان نکنید که “ انسولین بیشتر بهتر می‌باشد “ ، زیرا چنین امری در مسائل فیزیولوژیکی صادق نیست. تحقیقات اینطور نشان میدهند که اگرچه مقداری انسولین میتواند سنتز پروتئین در ماهیچه‌ها را در واکنش به تغذیه تقویت کند، اما یک نقطه اشباع وجود دارد که پس از آن مقادیر اضافه انسولین نمی‌تواند باعث ایجاد واکنش‌های شدیدتری شود.

بسیاری از مردم اعتقاد دارند که مصرف مقادیر زیاد کربوهیدرات‌های ساده (زود هضم) همراه پروتئین وی ایده آل می‌باشد، مخصوصا پس از تمرین با وزنه به منظور به حداکثر رساندن سنتز پروتئین در عضلات. حقیقت این است که شما نیازمند افزایش ناگهانی و زیاد سطح انسولین نیستید. یک افزایش سطح آهسته و مقطعی انسولین (با مصرف کربوهیدرات‌های با شاخص گلیسمیک پایین) میتواند به همان اندازه افزایش سطح سریع و زیاد انسولین باعث بهبود فرایند سنتز پروتئین شود.

فاکتور رشد شبه انسولین (IGF-1) و (IGFBP-3)

همانطور که احتمالا از نام آن حدس زده اید، (IGF-1) یک پپتید هورمون می‌باشد که از لحاظ ساختار مولکولی بسیار شبیه به انسولین می‌باشد و روی رشد بدن انسان تاثیر گذار است. (IGF-1) عمدتا در کبد بر پایه هورمون رشد تولید میشود و عمل آن یا موضعی روی بافت‌های مشخص (پاراکرین) یا سیستمیک می‌باشد، بنابراین (IGF-1) یک میانجی در بروز اثرات هورمون رشد می‌باشد. (IGF-1) همچنین یک آغازگر قدرتمند مسیر پیام رسانی (AKT) در سلول‌ها می‌باشد که روی رشد سلول‌ها تاثیر گذار است.

برای اهداف عملی‌، مهم است که عمل (IGFBP-3) را نیز مدنظر قرار دهیم زیرا تقریبا تمام (IGF-1) متصل به یکی‌ از ۶ مجموعه پروتئینی می‌باشد و (IGFBP-3) حدودا ۸۰% این پیوند‌ها را تشکیل میدهد.

اینطور گفته شده که (IGF-1) دارای تاثیر مشابه انسولین (در غلظت بالا) روی متابولیسم پروتئین به دلیل قابلیت اش در اتصال و فعال سازی گیرنده‌های انسولین می‌باشد، اگرچه قدرت آن بسیار پایین تر از انسولین است (حدود یک دهم قدرت انسولین).

بنابراین، جای تعجبی نیست که تزریق (IGF-1) بتواند در ماهیچه‌های اسکلتی و کل بدن آنابولیسم پروتئین را بهبود دهد. یک ویژگی منحصر به فرد (IGF-1) این است که اینطور به نظر می‌رسد میتواند باعث جلوگیری از آتروفی ماهیچه‌های اسکلتی شود (به عبارتی ضد کاتابولیک است).

جمع بندی در مورد (IGF-1) و (IGFBP-3)

با توجه به اینکه (IGF-1) و (IGFBP-3) در زمینه افزایش آنابولیسم پروتئین و حفظ ماهیچه‌های اسکلتی در زمان‌های تحلیل عضلانی یا نزاری مفید می‌باشد، اصلی ‌‌ترین سوال مطرح شده توسط اکثر مردم این است که “ چگونه میتوانیم سطح در گردش این دو را افزایش دهیم؟ “

چندین فاکتور هستند که سطح (IGF-1) و (IGFBP-3) را در جریان خون در هر لحظه تحت تاثیر قرار میدهند. از جمله این فاکتور‌ها می‌توان به ژنتیک، بیوریتم، سن، ورزش، وضعیت تغذیه، استرس، وضعیت بیماری و نژاد اشاره کرد که البته محدود به این موارد نمی‌شود.

اما بسیاری از افراد ممکن است فکر کنند که افزایش سطح انسولین متعاقبا منجر به افزایش سطح (IGF-1) نیز میشود، که اینطور نیست. به یاد داشته باشید که انسولین و (IGF-1) اگرچه از لحاظ ساختاری و تا حدودی مکانیکی شبیه به هم هستند، اما به روش‌های مختلفی‌ تولید میشوند.

از آنجایی که هورمون رشد چیزی است که در نهایت منجر به تولید (IGF-1) میشود (حدودا ۶-۸ ساعت پس از آزادسازی/تزریق هورمون رشد)، عقلانی‌ترین کار این است که روی افزایش سطح طبیعی هورمون رشد در بدن تمرکز کنیم (که در ادامه این مقاله در این مورد بحث خواهد شد).

آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین : هورمون رشد

هورمون رشد یک پپتید هورمون بوده که در غده هیپوفیز تولید شده و باعث تحریک رشد سلولی و تولید مثل میشود. هنگامی که فرد به خوبی‌ تغذیه شده باشد، هورمون رشد باعث تحریک ساخت انسولین از پانکراس میشود و زمانی‌ که به کبد برسد باعث تولید (IGF-1) شده که این امر متعاقبا باعث بهبود رشد توده عضلانی، بافت آدیپوز و ذخایر گلوکز میشود. در زمان ناشتا و دیگر شرایط کاتابولیک، هورمون رشد غالبا باعث آزادسازی و اکسیداسیون اسید‌های چرب آزاد برای تامین انرژی میشود، بنابراین به این طریق باعث حفظ توده بدون چربی‌ بدن و ذخایر گلوکز میشود.

اینطور به نظر می‌رسد که هورمون رشد اصلا به خوبی درک نشده است، به طوری که برخی‌ از به اصطلاح کارشناسان فیتنس مدعی هستند که این هورمون اصلا آنابولیک نیست یا حتی از دیدگاه سلامتی نیز برای بدن مفید نمیباشد (که این یک ادعای کاملا ابلهانه است زیرا شواهد بسیار زیادی خلاف این ادعا‌ها وجود دارد).

هورمون رشد قطعا دارای چندین فعالیت آنابولیک در بدن انسان می‌باشد، اما این اقدامات آنابولیک از لحاظ مکانیکی متفاوت از عملکرد انسولین میباشند. هورمون رشد را ممکن است هورمون آنابولیک غالب در زمان‌های استرس و ناشتا بدانند در صورتی‌ که انسولین هورمون آنابولیک اصلی‌ در زمان‌های تغذیه می‌باشد.

تحقیقات نشان داده اند که هورمون رشد به شدت میتواند باعث مهار اکسیداسیون آمینو اسید‌ها شود (به یاد آورید که آمینو اسید‌ها برای تامین انرژی ممکن است اکسید شوند). بنابراین، هورمون رشد میتواند آمینو اسید‌های ارزشمند را در استخر آمینو اسیدی حفظ کند که نتیجه آن وجود آمینو اسید بیشتر برای مشارکت در ساخت پروتئین‌ها می‌باشد.

آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین

با این بیان، اینطور به نظر می‌رسد که هورمون رشد بهبود دهنده سنتز پروتئین در کل بدن در کوتاه مدت می‌باشد و هر افزایشی در سنتز پروتئین عضلات حاصل از تزریق هورمون رشد احتمالا نتیجه آزادسازی پاراکرین (IGF-1) می‌باشد. این نوع آزاد سازی (IGF-1) میتواند برای ایجاد اثرات آنابولیک در ماهیچه‌های اسکلتی مفید باشد.

یک یافته جالب در تحقیقاتی‌ که به افراد مورد آزمایش دوزهایی از (IGF-1) تزریق شد این است که این تزریق باعث سرکوب بیان (IGF-1) پاراکرین شد و بنابراین هیچ افزایش سطحی در سنتز پروتئین مشاهده نشد. بنابراین، استفاده از (IGF-1) به عنوان یک داروی بهبود دهنده عملکرد اینطور به نظر می‌رسد که کارایی خاصی‌ ندارد، حداقل برای فردی که به دنبال ساخت ماهیچه‌های اسکلتی بیشتر می‌باشد.

اینطور مشخص شده است که هورمون رشد نه تنها باعث بهبود سنتز پروتئین میشود، بلکه همچنین میتواند باعث مهار تجزیه پروتئین نیز شود. دلیل نسبت دادن این تاثیرات آنابولیک به هورمون رشد کاملا ساده است، زیرا هورمون رشد متعاقبا باعث ساخت (IGF-1) میشود. نکته پایانی در زمینه عملکرد‌های آنابولیک هورمون رشد این است که میتواند باعث تسریع انتقال چندین آمینو اسید ضروری در طول غشای سلول شود.

جمع بندی در مورد هورمون رشد

هورمون رشد یک هورمون بسیار پیچیده می‌باشد که تحقیقات بسیار زیادی روی آن در حال انجام است و بسیاری از تاثیرات آن درون بدن میبایست مشخص و شفاف سازی شود.

برای جمع بندی، هورمون رشد یک هورمون قدرتمند بوده که باعث بهبود سنتز پروتئین در کل بدن و همچنین کاهش تجزیه پروتئین در کل بدن میشود، و احتمالا این تاثیرات در بافت ماهیچه‌های اسکلتی نیز زمانی‌ که تولید (IGF-1) شروع شود نمایان میشود.

هورمون رشد همچنین باعث مهار اکسیداسیون و افزایش انتقال غشایی آمینو اسید‌های مهم نظیر آمینو اسید‌های شاخه دار (لوسین. ایزولوسین و والین) میشود. همچنین لازم به ذکر است که هورمون رشد یک عامل تاثیر گذار مهم در چربی‌ سوزی می‌باشد، زیرا میتواند استفاده از اسید‌های چرب آزاد برای تامین انرژی را افزایش دهد.

همانطور که در قسمت مربوط به (IGF-1) ذکر شد، فاکتور‌های گوناگونی روی زمان و میزان ترشح هورمون رشد تاثیر گذار هستند. با توجه به اینکه هورمون رشد به شکل ارتعاشی ترشح میشود (به طوری که حدود ۵۰% میزان مجموع ترشح روزانه آن در طول خواب عمیق انجام میشود)، مدنظر قرار دادن عوامل تحریک کننده و بازدارنده ترشح آن در زیر میتواند ارزشمند باشد :

عوامل تحریک کننده ترشح هورمون رشد

۱ . هورمون جنسی‌ (آندروژن‌ها و استروژن)

۲ . پپتید هورمون هایی نظیر گرلین و (GHRH)

۳ . (L-DOPA) که پیش ماده انتقال دهنده عصبی ای به نام دوپامین می‌باشد

۴ . نیکوتینیک اسید (ویتامین ب۳)

۵ . آگونیست‌های گیرنده نیکوتینی

۶ . مهار کننده‌های سوماتوستاتین

۷ . روزه داری

۸. خواب عمیق

۹ . ورزش پر فشار

مهار کننده‌های ترشح هورمون رشد :

۱ . سوماتوستاتین

۲ . هایپرگلیسمی (کربوهیدرات در جریان خون)

۳ . تزریق (IGF-1) و هورمون رشد (به دلیل بازخورد منفی‌ روی غده هیپوفیز)

۴ . زنوبیوتیک ها

۵ . گلوکوکورتیکوئیدها

۶ . متابولیت‌های خاص هورمون جنسی‌، نظیر دی هیدرو تستوسترون

آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین : آندروژن ها

بسیاری از افراد احتمالا با عبارت استروئید‌های آنابولیک آندروژنیک آشنا هستند که اغلب در رسانه‌ها و دنیای فیتنس و بدنسازی استفاده میشود. این عبارت به شما میگوید که آندروژن‌ها هورمون‌های آنابولیک هستند و روی توسعه و حفظ ارگان‌های جنسی‌ مردانه و صفات ثانویه جنسی‌ تاثیر میگذارند.

چندین آندروژن در غدد فوق کلیوی انسان تولید میشوند، اما اصلی‌ ‌ترین آن که ما روی آن تمرکز خواهیم کرد تستوسترون می‌باشد (عمدتا در بیضه‌ها در مردان و تخمدان‌ها در زنان تولید میشود) زیرا که اصلی ‌‌ترین هورمون جنسی‌ مردانه و قوی‌ترین استروئید آنابولیک طبیعی تولید بدن می‌باشد.

شواهد بسیار زیادی وجود دارند که نشان میدهند تستوسترون دارای نقشی‌ محوری در رشد و حفظ ماهیچه‌های اسکلتی می‌باشد. در تحقیقاتی‌ که به مردان هیپوگونادال (کم کاری بیضه) دوز جایگزین تستوسترون تزریق شد، توده بدون چربی، قدرت ماهیچه‌های اسکلتی و سنتز پروتئین عضلات همگی‌ به میزان قابل توجهی‌ افزایش پیدا کردند. این تاثیرات همچنین در ورزشکاران تمرین دیده و مردان نرمال و سالمی که به آنها دوز‌های دارویی از چندین آندروژن تزریق شده بود نیز دوباره خود را نشان داد.

اینطور به نظر می‌رسد که تستوسترون، مشابه هورمون رشد، بخشی از تاثیرات آنابولیک خود را با کاهش اکسیداسیون آمینو اسید‌ها (مخصوصا لوسین) و افزایش جذب آنها در کل بدن و پروتئین‌های ماهیچه‌های اسکلتی بروز میدهد.

به علاوه، اینطور به نظر می‌رسد که در زمینه تاثیرات آنابولیک، یک رابطه همکاری (اما مستقل) بین تستوسترون و هورمون رشد وجود دارد که این امر باعث بهود تاثیر هر کدام از آنها روی سنتز پروتئین در ماهیچه‌های اسکلتی شده است.

جمع بندی در مورد آندروژن‌ها

دلایل متعددی برای تحقیقات بسیار زیاد انجام شده روی تستوسترون و دیگر آندروژن‌ها وجود دارد و کاملا شفاف است که این ترکیب‌ها دارای تاثیرات آنابولیک بسیار زیادی در بدن انسان هستند. تستوسترون یک مهار کننده قدرتمند اکسیداسیون آمینو اسید‌ها می‌باشد و میتواند سنتز پروتئین در کل بدن و ماهیچه‌های اسکلتی را افزایش دهد (و همچنین اینطور به نظر می‌رسد که دارای تاثیرات ضد پروتئولیتیک نیز می‌باشد).

همانند هورمون رشد و (IGF-1)، فاکتور‌های بسیاری در تعدیل تولید داخلی‌ تستوسترون دارای نقش هستند. در زیر به چند نمونه از این متغیر‌ها اشاره شده است :

فاکتور‌های تاثیر گذار مثبت :

۱ . خواب کافی‌

۲ . چربی‌ سوزی (تا درجه ای خاص، زیرا سلول‌های چربی‌ آروماتاز ترشح میکنند)

۳ . ورزش‌های پر فشار (مخصوصا تمرینات مقاومتی)

۴ . مصرف دی آسپارتیک اسید

۵ . مصرف ویتامین دی

۶ . رابطه جنسی‌ کنترل شده (حدودا هفته ای یک بار)

فاکتور‌های تاثیر گذار منفی‌ :

۱ . چاقی/اضافه وزن

۲ . کمبود خواب

۳ . دیابت (مخصوصا دیابت نوع ۲ مقاوم به انسولین)

۴ . سبک زندگی‌ کم تحرک/بی تحرکی

۵ . رژیم‌های غذایی با چربی‌ بسیار پایین

۶ . ورزش‌های هوازی طولانی‌ مدت

۷ . مصرف بیش از حد الکل

۸ . زنوبیوتیک ها

هورمون‌های استروژنی

استروژن‌ها اصلی‌‌ترین هورمون‌های جنسی‌ زنانه هستند و مسئول رشد و به بلوغ رساندن بافت‌های تولید مثل زنانه میباشند، اما آنها همچنین در بدن مردان نیز وجود دارند (البته با غلظت بسیار پایین تر). سه نوع استروژن اصلی‌ داریم که از طریق فرایند استروئیدوژنز در بدن انسان تولید میشوند : استرادیول، استرون و استریول. استرادیول، در مقیاس مولی، حدودا ۱۰ برابر قوی تر از استرون و ۸۰ برابر قوی تر از استریول در زمینه اثرات استروژنی می‌باشد.

در زنان، بخش اعظم استروژن‌ها در تخمدان‌ها از طریق فرایند آروماتیزاسیون آندروستندیون ساخته میشوند، در حالی‌ که در مردان استروژن در مقادیر اندک در بیضه‌ها و مقداری بیشتر از طریق تبدیل تستوسترون به استروژن در سلول‌های چربی‌ ساخته میشود.

بر خلاف تمام هورمون‌های مورد بحث تا به اینجای مقاله، استروژن‌ها در زمینه متابولیسم پروتئین هم دارای خواص آنابولیک و هم خواص کاتابولیک هستند (عمدتا از طریق وساطت دیگر هورمون‌ها در بدن).

آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین

تحقیقات نشان داده اند که استروژن‌ها میتوانند باعث افزایش سطح سیستمیک هورمون رشد و پاراکرین (IGF-1) شود، که هر دوی آنها دارای خواص مفید در زمینه آنابولیسم پروتئین و ضد کاتابولیک هستند. به علاوه، استروژن‌ها باعث افزایش احتباس آب شده که این امر برای افزایش حجم سلول‌ها و در نتیجه آنابولیسم مفید می‌باشد.

اما به هر حال، اگر مقدار استروژن موجود در بدن بیش از حد باشد میتواند به شکل غیر مستقیم کاتابولیک شود، به این شکل که گیرنده‌های آندروژن را مسدود کرده و تولید هورمون آزاد کننده گونادوتروپین را در هیپوتالاموس کاهش میدهد که در نهایت این امر باعث کاهش تولید تستوسترون در بدن میشود.

جمع بندی در مورد استروژن

همانند هر چیز دیگری در دنیای سلامت و فیتنس، تعادلی در سطح استروژن بدن شما نیز باید برقرار شود. استروژن‌ها دارای چندین اثر مهم در بدن انسان هستند و حتی دارای تاثیرات آنابولیک/آنتی کاتابولیک در متابولیسم پروتئین نیز میباشند.

هوشیار باشید که افزایش بیش از حد سطح استروژن (مخصوصا در مردان) احتمالا باعث کاهش تولید و میزان موجود تستوسترون میشود، بنابراین از این طریق میتواند باعث جلوگیری از بروز تاثیرات مثبت تستوسترون در متابولیسم پروتئین شود.

در زیر چند نکته عمومی‌ برای ایجاد تعادل در سطح تولید استروژن بدن شما ذکر شده است :

۱ . استفاده از یک برنامه غذایی متعادل که دارای مقادیر فراوانی‌ ویتامین و مواد معدنی و همچنین مقادیر کافی‌ فیبر‌های غذایی باشد.

۲ . محدود کردن مصرف سویا و فیتواستروژن‌ها از محصولات گیاهی

۳ . محدود کردن مصرف الکل، زیرا الکل باعث کاهش توانایی کبد در متابولیزه کردن استروژن میشود

۴ . حفظ یک برنامه تمرینی/ورزشی منظم

۵ . حفظ وزن در محدوده سلامت، اجتناب از چاقی یا بودن در وضعیت کمبود وزن شدید

هورمون‌های تیروئید

هورمون‌های تیروئید یکی‌ از تنظیم کنندگان اصلی‌ سرعت متابولیسم هستند و تقریبا روی تمام سلول‌های بدن انسان تاثیر گذار هستند. غده تیروید تولید کننده تیروکسین (T4) و تری یدوتیرونین (T3) می‌باشد، به طوری که (T4) پروهورمون (T3) محسوب میشود. در مقیاس مولی، (T3) حدود ۲۰ برابر قوی تر از (T4) می‌باشد و بنابراین هورمون تیروئید “ حقیقی‌ “ در نظر گرفته میشود.

تحقیقات ظاهرا اینطور نشان میدهند که هورمون‌های تیروئید هم باعث افزایش سنتز پروتئین و هم تجزیه آن در کل بدن میشوند، به طوری که میزان تجزیه بیشتر از میزان سنتز است، که این امر باعث ایجاد یک اثر کاتابولیک شبکه ای روی متابولیسم پروتئین در کل بدن میشود.

در مجموع، هورمون‌های تیروئید در محدوده فیزیولوژیکی نرمال دارای نقشی‌ اساسی‌ در تنظیم متابولیسم پروتئین هستند، اما تحلیل نادرست اطلاعات حاصل از پروتکل‌های پر کاری تیروئید در تحقیقات (القای مصنوعی در تحقیقات) باعث شده تا وضعیت نرمال تیروئیدی در بدن ذاتا کاتابولیک در نظر گرفته شود.

آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین

با این بیان، اینطور به نظر می‌رسد که افزایش تولید هورمون‌های تیروئید یا تزریق آنها دارای مزیتی در زمینه بهبود آنابولیسم پروتئین در ماهیچه‌های اسکلتی یا کل بدن نمیباشد و احتمالا دارای تاثیر کاتابولیک شبکه ای نیز خواهد بود.

جمع بندی در مورد تیروئید

با توجه به اینکه هدف این مقاله بحث در مورد تاثیرات هورمون‌ها تنها روی متابولیسم پروتئین می‌باشد، بنابراین در قسمت بالا در مورد نقش هورمون‌های تیروئید در متابولیسم چربی‌ و کربوهیدرات بحثی‌ نشد. تنها بدانید که با توجه به ذات کاتابولیک هورمون‌های تیروئید آنها به دلیل بهبود سرعت متابولیسم میتوانند در فرایند چربی‌ سوزی کمک کننده باشند (بنابراین بسیاری از افرادی که پر کاری تیروئید دارند معمولا کمبود وزن دارند و یا در افزایش وزن با مشکل روبرو هستند).

بنابراین، اگر هدف شما آنابولیسم یا ساخت (مخصوصا ماهیچه‌های اسکلتی) می‌باشد عاقلانه به نظر نمیرسد که سطح تیروئید را دستکاری کنید. با این بیان بهترین راه برای متابولیسم مناسب پروتئین حفظ هورمون‌های تیروئید در محدوده فیزیولوژیکی نرمال آنها می‌باشد.

هورمون‌های استرس

عبارت “ هورمون‌های استرس “ اغلب در تحقیقات علمی‌ برای اشاره به گلوکوکورتیکوئید‌ها (عمدتا کورتیزول)، گلوکاگون و کاتکولامین‌ها (مخصوصا اپینفرین/آدرنالین) استفاده میشود. دلیل این نامگذاری اساسا به این دلیل می‌باشد که تولید این هورمون‌ها عمدتا در واکنش به استرس می‌باشد (به یاد داشته باشید که استرس همیشه چیز بدی نمیباشد، که در ادامه در این مورد دقیق تر صحبت خواهد شد).

گلوکوکورتیکوئید‌ها دسته ای از هورمون‌های استروئیدی هستند که در غدد فوق کلیوی تولید شده و وظیفه آنها تنظیم متابولیسم، رشد بدن، عملکرد ایمنی و هوشیاری می‌باشد. اصلی‌‌ترین گلوکوکورتیکوئید تولید شده در انسان‌ها هورمون استرسی به نام کورتیزول می‌باشد. کورتیزول هورمونی ضروری است که برای حفظ حیات لازم است، اما همانند بسیاری از هورمون‌های دیگر، مقدار بیش از حد (یا بیش از حد کم) آن میتواند بدن را دچار اختلال کند.

کورتیزول اغلب در فرایند آتروفی (تجزیه) عضلات دخیل می‌باشد، چون بر اساس عملکرد متابولیکی خود، عمدتا به عنوان یک هورمون کاتابولیک عمل می‌کند. در زمان‌های ناشتا یا کم خوراکی، کورتیزول با آغاز فرایند گلوکونئوژنز باعث حفظ مقدار اندکی‌ گلوکز در جریان خون میشود. در بیشتر موارد تحقق این امر به قیمت تجزیه پروتئین‌ها به منظور استفاده از آمینو اسید‌ها به عنوان ماده ای برای شروع فرایند گلوکونئوژنز تمام میشود.

گلوکاگون نیز یک پپتید هورمون تولید شده در پانکراس می‌باشد که اساسا عملکرد آن معکوس انسولین می‌باشد (به عبارتی هنگام کاهش سطح قند خون گلوکاگون باعث آزاد سازی گلوکز از کبد به درون جریان خون میشود). مشابه کورتیزول، گلوکاگون نیز فرایند‌های گلوکوژنز و گلیکوژنولیز را تحت تاثیر قرار میدهد.

آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین

آخرین هورمون در این بخش سه گانه اپینفرین/آدرنالین می‌باشد که گاهی‌ اوقات از آن با عنوان هورمون “ جنگ یا گریز “ نیز یاد میشود. این هورمون در سیستم عصبی مرکزی و غدد فوق کلیوی ساخته میشود و از طریق اتصال به گیرنده‌های آدرنرژیک تقریبا روی تمام بافت‌های بدن تاثیر گذار است. همانند کورتیزول و گلوکاگون، اپینفرین نیز باعث تحریک گلیکوژنولیز در کبد (و ماهیچه ها) میشود.

اینطور به نظر می‌رسد که سنتز پروتئین در ماهیچه‌های اسکلتی با افزایش سطح هورمون‌های استرس به طریقی کاهش قابل توجهی‌ پیدا می‌کند. اینطور به نظر می‌رسد که حضور طولانی‌ مدت هورمون‌های استرس در بدن باعث اختلال در سنتز پروتئین عضلات شده که این امر نیز منجر به آتروفی بافت‌های ماهیچه ای میشود.

همچنین به یاد داشته باشید که اپینفرین و کورتیزول ممکن است باعث سرکوب ترشح انسولین شوند و اگر به یاد بیاورید انسولین یک هورمون آنابولیک می‌باشد. برخی‌ تحقیقات همچنین نشان میدهند که کورتیزول سنتز پاراکرین (IGF-1) را نیز سرکوب می‌کند که این امر نیز به ضرر آنابولیسم پروتئین در بدن می‌باشد.

جمع بندی در مورد هورمون‌های استرس

نکته کلیدی این بخش این است که هورمون‌های استرس را نباید به نوعی “ شیطانی “ در نظر بگیرید و به هر قیمتی از آنها اجتناب یا آنها را سرکوب کنید، زیرا واقعا حضور آنها از بسیاری جهات برای ادامه حیات شما ضروری می‌باشد.

اطلاعات ظاهرا اینطور نشان میدهند که افزایش سطح این هورمون‌ها باعث افزایش تجزیه پروتئین در اکثر بافت‌های بدن و همچنین افزایش اکسیداسیون آمینو اسید‌ها میشود. آنها همچنین در حضور طولانی‌ مدت و شدید خود میتوانند سنتز پروتئین را مختل کرده و همچنین آزاد سازی انسولین و پاراکرین (IGF-1) را نیز سرکوب کنند. در نهایت مجموع این اقدامات باعث ایجاد یک تاثیر کاتابولیک شبکه ای در بدن میشود.

اما به هر حال، این تصور غلط را نداشته باشید که افزایش سطح زیاد این هورمون‌ها (در زمان‌های پر استرس) برای رشد عضلات مضر می‌باشد زیرا چنین دیدی غفلت از یک دید بازتر و وسیع‌ تر می‌باشد. دوباره لازم به ذکر است که هورمون‌های استرس بخشی مورد نیاز از فیزیولوژی انسان هستند، مگر اینکه سطح کورتیزول، گلوکاگون و اپینفرین خون شما در بلند مدت به شکل غیر نرمالی‌ بالا باشد (سندروم کوشینگ، استرس شدید و …) بنابراین احتمالا نیازی نیست که در مورد کاهش یا سرکوب این هورمون‌ها بیش از حد نگران باشید زیرا چنین کاری غیر عملی‌ و ناسالم است.

جمع بندی در مورد آنابولیسم و کاتابولیسم پروتئین

اگرچه این مقاله نسبتا سرشار از اصطلاحات علمی‌ پیچیده می‌باشد، اما امیدوارم که خوانندگان این مقاله به درک قابل توجهی‌ از برخی‌ فاکتور‌های مهم تاثیر گذار در آنابولیسم پروتئین رسیده باشند. این یک موضوع پیچیده است و تحقیقات در مورد متابولیسم پروتئین رو به رشد است، و همین امر باعث شده تا بحث و تحقیق روی این موضوع ارزش پیدا کند.

این مقاله قصد ترویج استفاده هیچ کدام از ترکیبات/هورمون‌های مورد بحث را بدون نظارت/اجازه یک پزشک با تجربه را ندارد. راه حل‌های ارائه شده در این مقاله به منظور تعدیل سطح برخی‌ از این هورمون‌ها همگی‌ طبیعی و به واسطه ارتقا سیستم درونی‌ بدن می‌باشد و نه تزریق ماده ای از محیط خارج بدن.

در آخر، به یاد داشته باشید که بسیاری از فرایند‌های فیزیولوژیکی عملکردی مطلقا خوب یا مطلقا بد ندارند یا مطلقا فعال یا غیر فعال نیستند. ضروری است که همیشه محیط پیرامونی و شرایط موجود را مدنظر قرار دهیم. ارائه کردن راهکار به افراد در زمینه رژیم غذایی و تمرینی بدون در نظر گرفتن ویژگی‌های شخصی‌ آنها کاری بیهوده و غلط می‌باشد.

بنابراین، هدف این مقاله صرفا شرح مناسبی از فاکتور‌های دخیل در متابولیسم پروتئین می‌باشد تا شما اطلاعات لازم برای طراحی یک رژیم غذایی مطلوب و نهادینه کردن سبک زندگی‌ مناسب به منظور دستیابی به فیزک بدنی عالی‌ و اهداف عملکردی را در اختیار داشته باشید.