Od razu zaznaczę, że nie da się odpowiedzieć na pytanie „co jest lepsze”. To tak, jakbyś pytał mechanika, czy zamontować części używane, nowe, ale kiepskiego producenta lub te najlepsze na rynku, najdroższe. W każdym przypadku odpowiedź będzie inna. Inaczej będzie dobierać części dla osoby robiącej 5 tys. km rocznie, a inaczej do auta robiącego 50  tys. km rocznie. Inaczej dla osoby, która chce jeździć kolejnych kilka lat, a zupełnie inaczej dla tej, która za 2-3 miesiące pozbędzie się auta.

Tak samo jest z proteinami. Co innego będzie zalecane dla młodego zawodnika, którego nie stać na białko z najwyższej półki, a co innego dla osoby mającej do wydania co miesiąc co najmniej kilkaset złotych na wszelkie zachcianki dotyczące odżywek i suplementów diety. Ponadto w przypadku białka kazeinowego i serwatkowego ma znaczenie kinetyka, czyli jak szybko dana proteina jest uwalniana w ustroju.

W mleku krowim kazeina stanowi 2,4 – 2,6%, gdyż procentowy udział białek w mleku jest niewielki. [12]

Jednakże już w litrze mleka znajduje się od 33 do 43g białka, w tym:

  • kazeiny 26,4-34,4g,
  • białek serwatkowych nawet do 6,6 - 8,6g.

A więc, jak widać kazeiny może być w 100ml mleka 2,6 – 3,4g, z kolei białek serwatkowych 0,66 – 0,86g. Według van Neerven i wsp. mleko krowie zawiera aż 26,4g/L białek kazeinowych oraz jedynie 5,24g/L białek serwatkowych. Rozbieżność wynika z tego, iż niektórzy przyjmują, że zawartość białek serwatkowych w mleku jest mniejsza i wynosi 15% (~4,95g białek serwatkowych). [13]

Białka mleka w 80% składają się z białka kazeiny, a w 15-20% z białka serwatkowego. [9] Kazeina bydlęca składa się z αs1- (~ 37%), αs2- (~ 10%), β- (~ 35%) i κ-kazeiny (~ 12%). W litrze mleka znajduje się od 15 do 20% białek serwatkowych, [11] w tym:

  • α-laktoalbumina 3.7%
  • β- laktoglobulina 9.8 %
  • albumina surowicy krwi 1.2 %
  • immunoglobuliny 2.1 %
  • pozostałe 2.4%.

Źródło:[10]

Dla porównania, ludzkie mleko zawiera o wiele więcej białek serwatkowych (7,28g w litrze mleka ludzkiego, zaś 5,24g w litrze mleka krowiego), zaś o wiele mniej kazeiny (7g w litrze mleka ludzkiego, czyli nawet czterokrotnie mniej w porównaniu do mleka krowiego).

Dla sportowca białko serwatkowe jest korzystnym elementem diety. Z kolei wiele osób nie toleruje mleka (rozkład laktozy następuje w rąbku szczoteczkowym enterocytów w jelicie cienkim). Dlatego koncentraty, czy izolaty białka serwatkowego często są bardziej wartościowe, niż mleko (izolat zawiera znikomą ilość węglowodanów i tłuszczu).

Czy się różni białko serwatkowe od kazeinowego?

Białko kazeinowe wchłania się o wiele wolniej od białka serwatkowego (dopływ aminokwasów jest wolniejszy, rozłożony w czasie), a więc bardziej, niż WPC (koncentrat), WPH (hydrolizat), czy WPI (izolat) nadaje się do stosowania na noc. Typowe białka serwatkowe lepiej sprawdzą się w ciągu dnia np. stosowane w niedługim czasie po zakończeniu treningu, w ramach przekąski 1.5-2h przed treningiem, czy jako dodatek do omleta, deseru lub innego posiłku (dostarczają bardzo szybko dużej ilości aminokwasów, w tym BCAA). Kazeina micelarna powoduje przez wiele godzin po spożyciu wzrost ilości aminokwasów całkowitych, aminokwasów niezbędnych oraz BCAA. Wynik był o wiele słabszy w porównaniu do izolatu białka serwatkowego, co jest zrozumiałe, gdyż kazeina ma zupełnie inną rolę w suplementacji sportowej i ma zapewniać dopływ aminokwasów przez wiele godzin. Rola izolatu skończyła się po ok. 3,5h po spożyciu porcji 22.6g protein, kazeina micelarna działała nawet po 6h od spożycia porcji 23.2g (energia: 993 kJ). Ilustrację można zobaczyć tutaj: http://ajcn.nutrition.org/content/84/5/1070/F3.large.jpg (kody: MC - kazeina micelarna, TMP – białka mleka, MSPI – rozpuszczalny w mleku izolat białka serwatkowego). Badanie zostało opublikowane w prestiżowym „The American Journal of Clinical Nutrition”. Można się z nim zapoznać tutaj: http://ajcn.nutrition.org/content/84/5/1070.long

Wg niektórych badań kazeina słabiej przyczynia się do odczuwania sytości między posiłkami, w porównaniu do białka serwatkowego (przynajmniej u osób otyłych lub z nadwagą), Pal S. i wsp. [5] Należy dodać, iż w innym badaniu utlenianie tłuszczy po posiłku z białka kazeinowego było wyższe w porównaniu do białka serwatkowego [6], zaś ilość kalorii przyjmowanych w posiłku była niższa w grupie pijącej chude mleko w porównaniu do grup białka serwatkowego i kazeiny. Ale inne badania np. Bendtsen LQ i wsp. [8] przynoszą odwrotne rezultaty. W nich górą (pod względem utleniania kwasów tłuszczowych) była proteina serwatkowa pomimo, iż użyto specjalnego hydrolizatu kazeiny (o lepszej wchłanialności). Dodatkowo Bendtsen LQ i wsp. wykazali, że proteiny serwatkowe powodują większy wzrost ilości NEFA w porównaniu do hydrolizatu kazeiny oraz zwykłej kazeiny (a to może mieć znaczenie dla utleniania wolnych kwasów tłuszczowych). Z kolei nie stwierdzono różnic, jeśli chodzi o regulację apetytu, czy wydatek energetyczny, niezależnie jakiego rodzaju proteiny podawano (białko serwatkowe, czy różne rodzaje kazeiny).

Z kolei kazeina stosowana przed snem nie ma wpływu na tłumienie apetytu, metabolizm tłuszczu oraz glukozy, czy też wydatek energetyczny w czasie odpoczynku (u otyłych mężczyzn), badanie Kinsey AW i wsp. [7]

Co lepiej tłumi apetyt?

Wg przeglądu badań Bendtsen LQ i wsp.  [9] białka serwatkowe lepiej tłumią apetyt krótkoterminowo, zaś kazeinowe w dłuższym horyzoncie czasowym. A to może tłumaczyć, dlaczego w wynikach badań naukowych istnieją tak duże rozbieżności. Na chwilę obecną brakuje dowodów na to, iż białka serwatkowe oraz inne rodzaje protein (np. kazeinowe) mają różny wpływ na peptyd YY i cholecystokininę (CCK) i grelinę, czyli odczuwanie sytości.

grelina oraz oreksyna => neurony => neuropeptyd Y (NPY) oraz peptyd pochodzący od agouti (AgRP, agouti-related peptide) => ośrodek głodu – wzrost łaknienia

cholecystokinina (CCK) / peptyd YY (PYY) / peptyd glukagonopodobny-1 (GLP-1, glucagon-like peptide-1) => neurony => uwolnienie POMC (proopiomelanokortyny) oraz α-MSH w ośrodku sytości, spadek łaknienia

Niektóre badania sugerują, że białka serwatkowe wpływają na wydzielane GLP-1 (peptyd glukagonopodobny-1) oraz GIP (glukozozależny peptyd insulinotropowy).

Czy białko przyspiesza metabolizm i powoduje redukcję tkanki tłuszczowej?

I tak i nie. Nie można interpretować bezpośrednio badań naukowych, gdyż może być to mylące. Jeśli stosujesz białko serwatkowe (WPC, WPH, WPI, mieszankę protein uzyskanych przy użyciu różnych technologii), czy też proteinę kazeinową z myślą o redukcji tkanki tłuszczowej (bo tak mówił dietetyk, guru z YouTube lub znajomy z siłowni), zwykle okaże się to mało efektywne. Dlaczego? Bo redukcja zależy od ogólnego dziennego bilansu kalorycznego, a nie od tego, czy 1-2x dziennie dorzucisz trochę protein do wybranego posiłku. Deficyt kaloryczny najbardziej efektywnie można stworzyć stosując dietę. O wiele gorszym i częściej spotykanym rozwiązaniem jest próba „spalenia tłuszczu” na treningu.

Jak działa deficyt kaloryczny?

500 kcal dziennie mniej w stosunku do obliczonego zapotrzebowania przyniesie spadek wagi ok. 0.5kg tłuszczu tygodniowo (500 kcal x 7 dni = 3500 kcal, 1kg tłuszczu podskórnego, czy wisceralnego = 7000 kcal). Tylko, jak pokazuje arytmetyka, dodatkowy deficyt oznacza pozbycie się ok. 55.6-71g tłuszczu dziennie (zależy, jaką przyjmiemy kaloryczność 1kg tłuszczu podskórnego, 7000 czy 9000 kcal).

Załóżmy, że modelowy zawodnik (~ 30 lat) waży 90kg, aby podtrzymać funkcje życiowe musi spożywać ok. 2000 kcal dziennie, z kolei, aby utrzymać wagę ciała (przy znikomej aktywności fizycznej) 2420 kcal dziennie. Aby budować mięśnie musiałby dostarczać więcej, niż 2420 kcal dziennie (np. 2700 kcal). Jeśli chcemy, aby ten mężczyzna pozbył się 5 kg tłuszczu należy zastosować deficyt wynoszący np. 300 kcal dziennie (czyli ~ 2120 kcal). Przy wspomnianym deficycie zawodnik pozbywałby się 2100 kcal tygodniowo, czyli w najlepszym wypadku 300g tłuszczu tygodniowo, 1.2kg miesięcznie. Przy założeniu, iż w trakcie redukcji nie zmieni się ilość kcal potrzebna do podtrzymania funkcji życiowych, nie wzrośnie aktywność fizyczna, pośredni wydatek energetyczny itd., opisany proces redukcji zajmie ~ 4 miesiące. Oczywiście przedstawiam tu model uproszczony, teoretyczny. Im więcej trenujesz, tym większa musi być nadwyżka kaloryczna. Im masz większe doświadczenie w treningu siłowym, bieganiu, jeździe na rowerze, czy pływaniu, tym ten proces będzie bardziej efektywny energetycznie, a więc będziesz zużywał o wiele mniej energii.

A jak się ma do tego metabolizm spoczynkowy pokażę na przykładzie badania Madzima TA i wsp.[4] W eksperymencie wzięło udział 11 aktywnych fizycznie mężczyzn: średni wiek 23.6 roku, średni wzrost 183 cm, średnia waga 86.2kg, procent tkanki tłuszczowej 16.3.

W cytowanym badaniu z 2014 roku [ 4 ] sprawdzono, jak:

  • proteina serwatkowa (WP),
  • białko kazeinowe (CP),
  • węglowodany (CHO),
  • placebo (PLA),
  • spożywane 30 minut przed snem wpłyną na wydatek energii w ciągu dnia (organizm spala ją w trakcie bezczynności – REE).

Mężczyznom podawano:

  • 38g proteiny serwatkowej (30g białka porcji, 3g węglowodanów, 2g tłuszczy),
  • 38g białka kazeinowego (30g białka porcji, 3g węglowodanów, 1g tłuszczy),
  • 38g produktu węglowodanowego (w tym 33g węglowodanów); maltodekstryny,
  • placebo.

Każdą próbę oddzielało 48-72 godziny. Następnego ranka (między 5:00 a 8:00 rano) mierzono REE przez 60 minut. Między badanymi nie było różnic w apetycie, ale REE mocno wzrósł w grupie proteiny serwatkowej (8151 kJ/d) oraz kazeiny (8126 kJ/d), mniej w przypadku podawania węglowodanów (7988 kJ/d). Dla porównania placebo dało tylko: 7716 kJ/d.

Wyniki?

Metabolizm spoczynkowy po:

  • białko serwatkowe: 1948,1 kcal
  • białko kazeinowe: 1942,2 kcal
  • węglowodany: 1909,2 kcal
  • placebo: 1844,2 kcal

A więc:

  • białko serwatkowe przyspieszyło metabolizm spoczynkowy o 5,6%,
  • białko kazeinowe przyspieszyło metabolizm spoczynkowy o 5,3 %,
  • węglowodany przyspieszyły metabolizm spoczynkowy o 3,5%.

Czy może mieć to jakieś znaczenie dla odchudzania? Tak, o ile cała dieta jest prawidłowa (odpowiednio zbilansowana, pozbawiona wysoko przetwarzanych produktów), a bilans energetyczny jest ujemny. Gdyby zastosować solidną nadwyżkę energii, na dodatek pochodzącą z cukrów prostych (glukoza, fruktoza) oraz tłuszczy nasyconych (typowych dla ciast, ciastek, słodyczy) to zapewne chwilowe zwiększenie REE po porcji protein przyniesie znikome rezultaty.

Jaki wpływ ma białko na sportowca?

Tipton i wsp. 2004 r. – obojętne, czy po treningu podano białko serwatkowe (20g), czy kazeinowe (20g), znacząco wzrosła synteza białek mięśniowych, [1]

Koopman R. i wsp. 2007 r. –mężczyznom podano sam hydrolizat białka kazeinowego, bądź też hydrolizat białka kazeinowego oraz ~10.7g węglowodanów lub (ten sam) hydrolizat oraz ~42.7g węglowodanów. Węglowodany - była to glukoza i maltodekstryny. Mężczyźni ważyli średnio 71.3kg (a więc w każdym wariancie podano im ~21.4g hydrolizatu białka kazeinowego). Wyniki? Synteza białka, jego rozpad oraz utlenianie, jak i całkowity bilans białek mięśniowych nie różniły się niezależnie, czy podawano same proteiny, czy też proteiny i węglowodany! [2]

Kevin D. Tipton i wsp. 2007 r. - obojętne, czy białko serwatkowe (20g) podano przed, czy po treningu zaobserwowano podobną odpowiedź anaboliczną. [3]

Podsumowanie: białko serwatkowe i kazeinowe są cennym dodatkiem do diety sportowca, a ich szczególną rolę można zobaczyć w trakcie diety z ujemnym bilansem kalorycznym. Wg badań w tym okresie korzystne jest podawanie nawet 2.3 – 3.4g protein na kg masy ciała. Białka wpływają na odczuwanie sytości i na dodatek regulują glikemię (wyrzut insuliny), co jest korzystne nawet dla diabetyków.

Referencje, piśmiennictwo:

1.Tipton KD1, Elliott TA, Cree MG, Wolf SE, Sanford AP, Wolfe RR. “Ingestion of casein and whey proteins result in muscle anabolism after resistance exercise”  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15570142

2.Koopman R., Beelen M., Stellingwerff T., Pennings B., Saris W.H., Kies A.K., Kuipers H., van Loon L.J.C. (2007) Coingestion of carbohydrate with protein does not further augment postexercise muscle protein synthesis. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism 293, E833-842 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17609259

3.Kevin D. Tipton “Stimulation of net muscle protein synthesis by whey protein ingestion before and after exercise” http://www.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpendo.00166.2006

4. Madzima TA “Night-time consumption of protein or carbohydrate results in increased morning resting energy expenditure in active college-aged men.” http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23768612 Br J Nutr. 2014 Jan 14;111(1):71-7. doi: 10.1017/S000711451300192X. Epub 2013 Jun 17.

5.Pal S. Eur J Clin Nutr. 2014 Sep;68(9):980-6. doi: 10.1038/ejcn.2014.84. Epub 2014 May 7. Comparative effects of whey and casein proteins on satiety in overweight and obese individuals: a randomized controlled trial. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24801369

6.Eur J Clin Nutr. 2012 May;66(5):622-7. doi: 10.1038/ejcn.2011.221. Epub 2012 Jan 25. The effect of milk proteins on appetite regulation and diet-induced thermogenesis. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22274550

7.Kinsey AW Nutrients. 2016 Jul 27;8(8). pii: E452. doi: 10.3390/nu8080452. The Effect of Casein Protein Prior to Sleep on Fat Metabolism in Obese Men. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27472361

8.Bendtsen LQ1, Lorenzen JK1, Gomes S1, Liaset B2, Holst JJ3, Ritz C1, Reitelseder S4, Sjödin A1, Astrup A1. “Effects of hydrolysed casein, intact casein and intact whey protein on energy expenditure and appetite regulation: a randomised, controlled, cross-over study” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25191896

9.Bendtsen LQ1, Lorenzen JK, Bendsen NT, Rasmussen C, Astrup A. “Effect of dairy proteins on appetite, energy expenditure, body weight, and composition: a review of the evidence from controlled clinical trials”.  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23858091

10.https://chemia.ug.edu.pl/sites/default/files/_nodes/strona-chemia/53088/files/chemia_zywnosci_cwiczenie_3.pdf

11.Aleksander Osten-Sacken “Ile powinno być  białka w mleku?” http://www.hgplus.pl/artykuly/HodujzGlowa/HzG_5_6_2016.pdf

12.Dr hab. inż. Katarzyna SZWEDZIAK, prof. PO ; Mgr inż. Patryk BYLICKI "ZAWARTOŚĆ BIAŁKA I TŁUSZCZU W MLEKU PRZY ZASTOSOWANIU WODY ZDEKLASTROWANEJ DO POJENIA KRÓW MLECZNYCH" https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-3e9bf9b6-f5a2-4dea-8905-009ef48fc9ab/c/23.__SZWEDZIAK_K.pdf

13.Jolanta Lis, Magdalena Orczyk-Pawiłowicz, Iwona Kątnik-Prastowska  „Białka mleka ludzkiego zaangażowane w procesy immunologiczne” http://www.phmd.pl/api/files/view/29136.pdf