Relationship between whey protein supplementation and muscle hypertrophy: A review
Abstract
The use of proteins and amino acids has increased among athletes. However, studies have shown this population still does not have the proper knowledge about what the actual effects of supplementation of whey protein in muscle metabolism. Thus, the aim of this review is to discuss about the use of whey protein and muscle mass gain. To this end, we sought information upon review of submitted articles in Science Direct, Bireme, Lilacs and Pub Med. Terms used in portuguese and english were: whey protein, hypertrophy, body composition, lean mass and myofibrillar protein synthesis. The criteria for inclusion of studies considered: the use of protein supplementation of whey by individuals who performed physical activity with the goal of muscle hypertrophy. The supplementation in athletes was not considered. All research also prioritized feeding adequacy regarding macronutrients before administration of the supplement. The combination of evidence found suggests that supplementation of whey protein associated withresistance exercise or strength is effective in myofibrillar protein synthesis, therefore muscle hypertrophy. However, caution is required in the inclusion of protein supplementation, since the protein from diet is also effective in promoting muscle synthesis and repair. By choosing whey proteins, is necessary to consider the feed, as well as other nutrients in order to maintain the necessary support for efficient physical performance.
References
-Adam, B. O.; Fanelli, C.; Souza, E. S.; Stulbach, T. E.; Monimo, P. Conhecimento nutricional de praticantes de musculação de uma academia da cidade de São Paulo. Brasilian Journal of Sport Nutrition.Vol.2. Num.2. 2013. p. 24-36.
-Akhavan, T.; Luhovyy, B. L.; Brown, P. H.; Cho, C. E.; Anderson, G. H. Effect of premeal consumption of whey protein and its hydrolyzate on fodd intake and post meal glycemia and insulin responses in young adults. The American Journal of Nutrition. Num. 91. 2010. p. 966-975.
-American Dietetic Association. Position of the American Dietetic Association, Dietitians of Canada, and The American College of sport medicine: Nutrition and athletic performance. Journal of the American Dietetic Association. Vol. 109. 2009. p. 509-527.
-Aparicio. V. A.; Nebot, E.; Porres, J. M.; Ortega, F. B.; Heredia, J. M.; López-Jurado, M.; Ramírez, P. A. Effects of high-whey-protein intake and resistance training on renal, bone and metabolic parameters in rats. British Journal ofNutrition. Vol. 105. 9, 2010. p. 836-845.
-Atherton, P. J.; Etheridge, T.; Watt, P. W.; Wilkinson, D.; Selby, A.; Rankin, D.; Smith, K.; Rennie, M. J. Muscle full effect after oral protein: time-dependent concordance and discordance between human muscleprotein synthesis and mTORC1 signaling. The American Journal of Clinical Nutrition. Vol. 92. Set, 15, 2010. p. 1080-1088.
-Azevedo, P. H. S. M.; Demampra, T. H.; Oliveira, G. P.; Baldissera, V.; Mendonça, M. B.; Marques, A. T.; Oliveira, J. C.; Perez, S.E. A. Efeito de 4 semanas de treinamento resistido de alta intensidade e baixo volume na força máxima, endurance muscular e composição corporal de mulheres moderadamente treinadas. Brazilian Journal of Biomotricity. Vol.1. Num. 3. 2007. p. 76-85.
-Bacurau, R. F. Nutrição e Suplementação Esportiva. 5ªedição. Phorte. 2007. p. 77-116.
-Bilsborough, S.; Mann, N. A review of issues of dietary protein intake in humans. Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. Vol. 16. 2006. p. 129-152.
-Boirie, Y.; Dangin, M.; Gachon, P.; Vasson, M. P.; Maubois, J. L.; Beaufrère, B. Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion. Acad. Sci. Physiology, EUA. Vol. 94. Dez, 1997. p. 14930-14935.
-Breen, L.; Philp, A.;Shaw, C.S.; Jeukendrup, A. E.; Baar, K.; Tipton, K. D. Beneficial effects of resistance exercise on glycemic control are not further improved by protein ingestion. Plos One. Vol. 6. Num. 6. 2011. p. 1-13.
-Buclkey, J. D.; Thomson, R. L.; Coates, A. M.; Howe, P. R. C.; Denichilo, M. O.; Rowney, M. K. Supplementation with a whey protein hydrolysate enhances recovery of muscle force-generatin capacity following eccentric exercise. Journal of Science and Medicine in Sport. Vol. 13. 2010. p. 178-181.
-Burd, N. A.; Yang, Y.; Moore, D. R.; Tang, J. E.; Tarnopolsky, M. A.; Phillips, S. M. Greater stimulation of myofibrillar protein synthesis with ingestion of whey protein isolate v. micellar casein at rest and after resistance exercise in elderly men. British Journalof Nutrition. Vol. 108. 2012. p. 958-962.
-Carrilho, L. H. Benefícios da utilização da proteína do soro do leite, whey protein. Rev. Brasileira de Nutrição Esportiva. São Paulo. Vol. 7. Num. 40. 2013. p. 195-203.
-Crystal, R.G. Transfer of genes to humans: early lessons and obstacles to success. Science. Vol. 270. 1995. p. 404-410.
-Dabaghi, P.; Ramos, M. B. T. C.; Bonde, T. Guia de Suplementos. Conselho Regional de Educação Física, Região 9. Março, 2014.
-Dangin, M.; Boirie, Y.; Garcia-Rodenas, C.; Gachon, P.; Fauquant, J.; Philippe, C.; Ballèvre, O.; Beaufrère, B. The digestion rate of protein is an independent regulating factor of postprandial protein retention. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. Vol. 280. 2001. p. 340-348.
-Dias, R. M. R. D.; Cyrino, E. S.; Salvador, E. P.; Nakamura, F. Y.; Pina, F. L. C.; Oliveira, A. R. Impacto de oito semanas de treinamento com pesos sobre a força muscular de homens e mulheres. Revista Brasileira de Medicina do Esporte. Vol. 11. Num. 4. 2005. p. 224-228.
-Donis-Keller, H.; Green, P.; Helms, C.; Cartinhour, S.; Weiffenbach, B.; Stephens, K.; Keith, T. P.; Bowden, D. W.; Smith, D. R.; Lander, E. S. A genetic linkage map of the human genome. Cell. Vol. 51. 1987. p. 319-337.
-Dreyer, H. C.; Fujita, S.; Cadenas, J. G.; Chinkes, D. L.; Volpi, E.; Rasmussen, B. B. Leucine-enriched essential amino acid and carbohydrate ingestion following resistance exercise enhances mTOR signaling and protein synthesis in human muscle. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metabol. Vol. 294. 2008. p. 392-400.
-Dunford, M. Fundamentos de nutrição no esporte e no exercício. Manole, São Paulo, 2012.
-Duran, A. C. F. L.; Latorre, M. R. D. O; Florindo, A. A.; Jaime, P. C. Correlação entre consumo alimentar e nível de atividade física habitual de praticantes de exercícios físicos em academia. Revista Brasileira. Ciência e Movimento. Vol. 12. Num. 3. 2004. p. 15-19.
-Farnfield, M. M.; Carey, K. A.; Gran, P.; Trenerry, K.; Cameron-Smith, D. Whey protein ingestion activates mTOR-dependent signaling after resistance exercise in young men: A double-blinded randomized controlled trial. Rev. Nutrients. Vol. 1.2009. p. 263-275.
-Fernandes, T.; Soci, U. P. R.; Alves, C. R.; Carmo, E. C.; Barros, J. G.; Oliveira, E. M. Determinantes moleculares da hipertrofia do músculo esquelético mediados pelo treinamento físico: estudo de vias de sinalização. Rev. Mackenzie de Educação Física e Esporte. Vol. 7. Num. 1. 2008. p. 169-188.
-Foschini, R. M. S. A; Ramalho, F. S.; Bicas, H. E. A. Células satélites musculares. Arquivo Brasileiro Oftalmologia. Vol. 67. Num. 4. 2004. p. 681-687.
-Gonçalves, L. A. A suplementação de leucina com relação à massa muscular em humanos. Revista Brasileira de Nutrição Esportiva, São Paulo. Vol. 7. Num. 40. 2013. p. 212-223.
-Grounds, M. D. Age-associated changes in the response of skeletal muscle cells to exercise and regeneration. Annals of the New York Academy of Science. Vol. 854. 1998. p. 78–79.
-Guyton, A. C.; Hall, J. E. Tratado de fisiologia médica. 11. ed. Local Saunders Elsevier. 2006.
-Haraguchi, F. K.; Abreu, W. C.; De Paula, H. Proteínas do soro do leite: composição, propriedades nutricionais, aplicações no esporte e benefícios para a saúde humana. Revista de Nutrição, Campinas. Vol. 4. Num. 19. 2008. p. 479-488.
-Harper, H. A.; Rodwell, V. W.; Mayes, P. A. Manual de química fisiológica. 5ªedição.Atheneu.1982.
-Hawke, T. J.; Garry, D. J. Myogenic satellite cells: physiology tomolecular biology. Journal Appl. Physiology. Vol. 91. 2001. p. 534–551.
-Jones, D. A.; Rutherford, O. M. Human muscle strength training: The effects of three different regimes and the nature of the resultant changes. Journal Pthysiologi. Vol. 391. Num. 20.1986. p. 1-11.
-Journel, M.; Chaumontet, C.; Darcel, N.; Fromenting.; Tomé, D. Brain responses to hi-protein diets. Am. Society for Nutrition. Adv. Nutr. Vol. 3. 2012. p. 322-329.
-Koopman, R.; Verdijk, L.; Manders, R. J. F.; Gijsen, A. P.; Gorselink, M.; Pijpers, E.; Wagenmakers, A. J. M.; Van-Loon, L. J. C. Co-Ingestion of protein and leucine stimulates muscle protein synthesis rates to the same extent in young and elderly lean men. American Journal Clinical Nutrition, Maastricht. Vol. 84. Num. 3. 2006. p. 623-632.
-Lehnninger, A. L.; Nelson, D. L.; Cox, M. M. Lehninger Princípios de bioquímica. 4ªedição. São Paulo, Sarvier, 2006.
-Lima, D. M.; Padovani, R. M.; Amaya, D. B. R.; Farfán, J. A.; Nonato, C. T.; Lima, M. T.; Salay, E.; Colugnati, F. A. B.; Galeazzi, M. A. M. Tabela Brasileira de Composição de Alimentos –TACO. Revista e Ampliada. NEPA-UNICAMP. Campinas. 4ªedição. 2011. 161 p.
-Lima, F. V.; Chagas, M. H.; Corradi, E. F. F.; Silva, G. F.; Souza, B. B.; Moreira, L. A. J. Análise de dois treinamentos com diferentes durações de pausa entre séries baseadas em normativas previstas para a hipertrofia muscular em indivíduos treinados. Revista Brasileira de Medicina Esporte. Vol. 12. Num. 4. 2006.
-Marchini, J. S. Métodos atuais de investigação do metabolismo protéico: aspectos básicos e estudos experimentais e clínicos. Simpósio: Nutrição Clínica. Vol. 31.1998. p. 22-30.
-Mata, G. R.; Navarro, F. O efeito da suplementação de leucina na síntese proteica muscular. Revista Brasileira de Nutrição Esportiva. São Paulo. Vol. 3. Num. 17. 2009. p. 367-378.
-Menon, D.; Santos, J. S. Consumo de proteína por praticantes de musculação que objetivam hipertrofia muscular. Revista Brasileira de Medicina Esporte. Vol.18. Num. 1. 2012. p. 8-12.
-Ministério da Saúde, ANVISA. Portaria nº 222, de 24 de março de 1998.
-Moore, D. R.; Tang, J. E.; Burd, N. A.; Rerecich, T.; Tarnopolski, M. A.; Phillips, S. M. Differential stimulation of myofibrillar and sarcoplasmatic protein synthesis with protein ingestion at rest and after resistance exercise.The Journal of Physiology. Vol. 587. Num. 4.2009. p. 897-904.
-Oliveira, A. F.; Fatel, E. C. S.; Soares, B. M.; Círico, D. Avaliação Nutricional de praticantes de musculação com objetivo de hipertrofia muscular do município de Cascavel, PR. Colloquium Vitae. Vol. 1. Num. 1. 2009. p.44-52.
-Pacheco, M. T. B.; Dias, N. F. G.; Baldini, V. L. S. Propriedades funcionais de hidrolisados obtidos a partir de concentrados protéicos de soro de leite. Ciênc. Tecnol. Alimentos. Vol. 25. Num. 2. 2005. p. 333-338.
-Pereira, C. V.; Monteiro, E. A.; Venci, G. L.; Paula, L.; Liberali, R.; Navarro, F. Perfil do uso de whey protein nas academias de Curitiba-PR. Revista Brasileira de Nutrição Esportiva, São Paulo. Vol. 3. Num. 17.2009. p. 423-431.
-Phillips, S. M. Protein requirements and supplementation in strength sports. Nutrition. Vol. 20. Num. 2004. p. 689-695.
-Reitelseder, S.; Agergaard, J.; Doessing, S.; Helmark, I. C.; Lund, P.; Kristensen, N. B.; Frystyk, J.; Flyvbjerg, A.; Schjerling, P.; Hall, G. V.; Kjaer, M.; Holm, L. Whey and casein labeled with L-[1-¹³C]leucine and muscle protein synthesis: effect of resistance exercise and protein ingestion. The American Physiological Society. Vol. 300. 2010. p. 231-242.
-Rogero, M. M.; Tirapegui, J. Aspectos atuais sobre aminoácidos de cadeia ramificada e exercício físico. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas, São Paulo. Vol. 44. Num. 4. 2008.
-Sakzenian, V. M.; Maestá, N.; Castanho, G. K. F.; Michelin, E.; Orsatti, F. L.; Moraes, J. E.; Sales, M. D.; Buscariolo, F. F.; Burini, R. C. Suplementação de proteína do soro do leite na composição corporal de jovens praticantes de treinamento para hipertrofia muscular. Rev. Sociedade Brasileira de Alimentação e Nutrição, São Paulo. Vol. 34. Num. 3. 2009. p. 57-70.
-Siqueira, I. M. C.; Souza, M. R.; Cerqueira, M.M.O.P. Importância e utilização dos derivados de soro de queijo. Rev. Higiene Alimentar. Vol. 16. Num. 97. 2002 p. 31-35.
-Stone, W. J.; Coulter, S. P. Strength/endurance effects from threeresistance training protocols with women. J Strength Cond Res. Vol. 8. Num. 4. 1994. p. 231-234.
-Terada, L. C.; Godoi, M. R.; Silva, T. C. V.; Monteiro, T. L. Efeitos metabólicos da suplementação do Whey protein em praticantes de exercícios com peso. Revista Brasileira de Nutrição Esportiva. Vol. 3. Num. 16. 2009. p. 295-304.
-Tipton, K. D.; Elliott, T. A.; Cree, M. G.; Aarsland, A. A.; Sanford, A. P.; Wolfe, R. R. Stimulation of net muscle protein synthesis by whey protein ingestion before and after exercise. American Physiological Society. Vol. 292. 2007. p. 71-76.
-Torres, P. D. M. Gelificação térmica de hidrolisados enzimáticos de proteínas de soro de leite bovino. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia e Engenharia de Bioprocessos) -Departamento de Engenharia Biológica, Universidade do Minho, Portugal, 2005.
-Venne, T. A. C.; Burd, N. A.; Mitchell, C. J.; West, D. W. D.; Philp, A.; Marcotte, G. R.; Baker, S. K.; Baar, K.; Phillips, S. M. Supplementation of a suboptimal protein dose with leucine or essential amino acids: effects on myofibrillar protein synthesis at rest and following resistance exercise in men. J. Physiol. Vol. 11. Num. 590. 2012. p. 2751-2765.
-Villanueva, M. G.; He, J.; Schroeder, E. T. Periodized resistance training with and without supplementation improve body composition and performance in older men. Eur. Journal Appl. Physiology. Vol. 114. 2014. p. 891-905.
-Walker, T. B.; Smith, J.; Herrera, M.; Lebegue, B.; Pinchak, A.; Fisher, J. The influence of 8 weeks of whey-protein and leucine supplementation on physical and cognitive performance. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. Vol. 20. 2010. p. 409-417.
-Weinheimer, E. M.; Conley, T. B.; Kobza, V. M.; Sands, L. P.; Lim, E.; Janle, E. M.; Campbell, W. W. Whey protein supplementation does not affect exercise training-induced changes in body composition and indices of metabolic syndrome in middle-aged overweight and obese adults. The Journal of Nutrition. Vol. 142.20, 2012. p. 1532-1539.
-Weisgarber, K. D.; Candow, D. G.; Vogt, E. S. M. Whey protein before and during resistance exercise has no effect on muscle mass and strength in untrained young adults. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. Vol. 22. 2012. p. 463-469.
-West,D. W. D.; Burd, N. A.; Coffey, V. G.; Baker, S. K.; Burke, L. M.; Hawley, J. A.; Moore, D. R.; Stellingwerff, T.; Phillips, S. M. Rapid aminoacidemia enhances myofibrillar protein synthesis and anabolic intramuscular signaling responses after resistance exercise. The American Journal of Clinical Nutrition. Vol. 94. 2011. p. 795-803.
-Witard, O. C.; Jackman, S. R.; Breen, L.; Smith, K.; Selby, A.; Tipton, K. D. Myofibrillar muscle protein synthesis rates subsequent to a meal in response to increasing doses of whey protein at rest and after resistance exercise. The American Journal of Clinical Nutrition. Vol. 99. 2014. p. 86-95.
-Zemel, M. B., Shi, H.; Greer, B.; Dirienzo, D.; Zemel, P. C. Regulation of adiposity by dietary calcium. FASEB J. Vol.14. 2000. p.1132-1138.
Authors who publish in this journal agree to the following terms:
- Authors retain the copyright and grant the journal the right of first publication, with work simultaneously licensed under the Creative Commons Attribution License BY-NC which allows the sharing of the work with acknowledgment of the authorship of the work and initial publication in this journal.
- Authors are authorized to enter into additional contracts separately for non-exclusive distribution of the version of the work published in this journal (eg, publishing in institutional repository or book chapter), with acknowledgment of authorship and initial publication in this journal.
- Authors are allowed and encouraged to post and distribute their work online (eg, in institutional repositories or on their personal page) at any point before or during the editorial process, as this can bring about productive change as well as increase impact and impact. citation of published work (See The Effect of Free Access).
