寝る前のカゼイン摂取は筋トレ効果を高めるのか？

Daytime and nighttime casein supplements similarly increase muscle size and strength in response to resistance training earlier in the day: a preliminary investigation
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5952515/


寝る前にカゼインを摂取すると筋肥大に有利だという説がある。だいたいこんな感じの話。
「一般的な食事パターンでは、夕食から朝食までの時間間隔が長い。夜寝る前に消化吸収の遅いカゼインを摂取することで、寝てる間にアミノ酸を長時間供給し筋合成を促進することが出来る」

これについて調べた既存の研究はいくつかあって、寝る前にカゼイン摂取が筋肥大に有利というものもあるのだけど、トータルのタンパク質摂取量を揃えていなかったりとデザインが良くないものばかり。

今回の研究は、トレーニングを管理し、トータルのタンパク質摂取量を揃えている。筋トレ効果の測定も、DXAで体組成、超音波検査で筋肉の断面積と厚み、1RMの測定と多面的に調べていて良い。被験者数が少ないのが残念だけど、それ以外は良いデザインの研究で、「寝る前のカゼイン摂取が筋トレ効果を高めるのか？」という問題についてきちんと調べた初の研究と言って良いと思う。結果は、寝る前にカゼインを摂取しても、日中にカゼインを摂取しても筋トレ効果に有意差は無し。


★グループ分け
寝る前カゼイン摂取グループ(NT)：寝る直前にカゼインプロテインを35g摂取。日中にマルトデキストリン(プラシーボ)を35g摂取。
日中カゼイン摂取グループ(DT)：寝る直前にマルトデキストリン(プラシーボ)を35g摂取。日中にカゼインプロテインを35g摂取。

日中に摂取するサプリメント(カゼイン or マルトデキストリン)は、トレーニングの前後3時間以内および就寝6時間前より後の摂取は避ける。


★被験者
18-25歳の男性。トレーニング歴あり。20名でスタートしたが、指示をあまり守れてなかった被験者は除外され最終的に13名のデータを使用。


★筋肥大の測定
・DXAで体組成を測定。
・超音波検査で大腿直筋の断面積と外側広筋と中間広筋の厚みを測定。


★トレーニング内容
週4回トレーニング。二分割で各部位週二回。トータル10週間。


★栄養摂取
カゼインプロテインはカルシウムカゼイネート。それとは別にトレーニング直後に25gのホエイプロテインを摂取。

普段の食事は研究者側の指導のもと自己管理。以下の栄養摂取を目指した。
- タンパク質摂取量は1日に体重1kgあたり1.8g。(プロテインサプリメント含む)
- 摂取カロリーに占めるマクロ栄養素バランスは、タンパク質20%、脂質28%、炭水化物52%。

食事記録をもとに算出した実際のタンパク質摂取量は体重1kgあたり2.0g程度で十分な摂取量。グループ間の摂取カロリーおよびマクロ栄養素に有意差なし。両グループともに実験後に体重が増えているので摂取カロリーは維持カロリーを上回っていたと考えられる。


★結果
筋肥大の指標と1RM伸びについてグループ間で有意差無し。ただ、筋肥大も1RMもDTグループの方が良い傾向だった。

・身体測定結果。グループ間で有意差無しだが、傾向としては日中にカゼインを摂取したグループ(DT)のほうがより筋肥大している。

Lean Soft Tissue は、身体全体から体脂肪と骨を除いた残り。
Appendicular LST は、腕と脚の Lean Soft Tissue。
Cross Sectional Area は、大腿直筋の断面積。
Muscle Thickness は、外側広筋と中間広筋の厚み

・パフォーマンス測定結果。グループ間で垂直跳びの最大力以外は有意差無しだが、傾向としては日中にカゼインを摂取したグループ(DT)のほうがレッグプレスとベンチプレスの1RMの伸び率が高い。

★備考
サプリメーカー(Dymatize)と乳業メーカー(FrieslandCampina)から資金提供を受けている。


☆コメント
寝る前にカゼイン摂取を行った過去の研究だと、トータルのタンパク質摂取量に大きな差(1.9g/kg/day と 1.3g/kg/day)がある研究(2)では、寝る前のカゼイン摂取が有利という結果。トータルのタンパク質摂取量を揃えているがトレーニングは各自自由に行った研究(3)では、筋肥大と1RMに変化なしで、グループ間の差も無しという結果。

今回の研究は、トレーニングを管理し、トータルのタンパク質摂取量を揃えている。結果は、グループ間で筋肥大および1RMの伸びに有意差無しとなった。ただ、日中にカゼインを摂取したグループの方が筋肥大も1RMも良い傾向だった。

有意差無しとはいえDTグループのほうが良い傾向なのは単なる偶然なのか、それとも何か要因があるのか。

被験者データを見ると、DTグループの方が身長が高く、体重が重く、体脂肪率が高いが、レッグプレスとベンチプレスの1RMが低い。トレーニング歴はDTグループの方が短く(DT2.0年、NT2.7年)、トレーニング頻度も低い(DT3.7回/週、NT4.0回/週)。つまりDTグループのほうが研究開始時点で伸びしろが大きかったと考えられる。これによりDTグループの方がよい傾向となった可能性がある。

論文のディスカッションでは、日中にカゼインによるアミノ酸供給と食事によるアミノ酸供給が重なることで、筋合成が最大化されたのではないかと書かれている(穿った見方をすれば、これは資金提供を行っているサプリメーカーに配慮した記述なのかもしれない。食事だけよりもプロテイン摂取したほうが筋合成に有利と)。

今回の研究結果を見ても、「筋肥大には一日のトータルのタンパク質摂取量が最も重要で、摂取タイミングはそれほど重要ではない」という考え方を変える必要はないと思う。実践面では、一日に3，4回の食事を間隔と量があまり偏らないように分散させて食べるのが良いだろう。

個人的には、維持カロリー以上の時は食事タイミングは大雑把、プロテインはほぼホエイのみで、寝る前にカゼインを摂取したりはしない。減量時はアミノ酸供給をコンスタントに行って筋分解を防ぐため、日中の食事補助のプロテインもカゼイン中心で、夕食のタンパク質摂取量が少ない場合は夜遅い時間にカゼインを摂取したりしている。カゼインはミセラーカゼインのプロテインやカッテージチーズを使用している。減量時はアミノ酸をコンスタントに供給したほうが除脂肪体重の減少を抑えられるという考え方をサポートする長期の研究は(4)がある(逆に言えば多分この研究しかない)。



関連記事：
タンパク質摂取量の目安

ゴールデンタイムはあるのか？

カゼイネートとミセラーカゼインの消化吸収速度


参考文献：
(1)Daytime and nighttime casein supplements similarly increase muscle size and strength in response to resistance training earlier in the day: a preliminary investigation
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5952515/

(2)Protein Ingestion before Sleep Increases Muscle Mass and Strength Gains during Prolonged Resistance-Type Exercise Training in Healthy Young Men.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25926415/

(3)Casein Protein Supplementation in Trained Men and Women: Morning versus Evening
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5421981/

(4)Effects of meal frequency on body composition during weight control in boxers.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8960647

(5)Effects of meal frequency on weight loss and body
composition: a meta-analysis
https://pdfs.semanticscholar.org/6a51/75d06fb6663340ac9d34a790978c07875eab.pdf

消化吸収の速いタンパク質と遅いタンパク質の長期の比較(ホエイ相当vsカゼイン)

(1) Effects of Post-Exercise Protein Intake on Muscle Mass and Strength During Resistance Training: is There an Optimal Ratio Between Fast and Slow Proteins?
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28422532

https://www.researchgate.net/profile/Julien_Louis/publication/316266159_Effects_of_Post-Exercise_Protein_Intake_on_Muscle_Mass_and_Strength_During_Resistance_Training_is_There_an_Optimal_Ratio_Between_Fast_and_Slow_Proteins/links/590af1840f7e9b1d082491b4/Effects-of-Post-Exercise-Protein-Intake-on-Muscle-Mass-and-Strength-During-Resistance-Training-is-There-an-Optimal-Ratio-Between-Fast-and-Slow-Proteins.pdf

タンパク質の消化吸収速度と、血液中のアミノ酸濃度(特にロイシン濃度)の上昇の違いが、長期的な筋肥大およびストレングスの向上に影響を与えるのか。

タンパク質を摂取してから数時間程度の血液中のアミノ酸濃度と筋合成の度合いを調べた短期(acute)の研究だと、消化吸収が速くてロイシン含有率が高いホエイの優位性を示す研究が多い。これらの短期の研究を根拠としてサプリメーカーがホエイプロテインパウダーやロイシンに特化したサプリメントなどを売り込んでいるのだけど、以前も書いたように、これらの短期の研究だとトレーニング無しでもタンパク質摂取後に筋合成が起こっていて、トレーニング無しなら長期的には筋肥大も起きないだろうから、空腹時に筋分解が高まるなどしてどこかで帳尻を合わせている可能性がある。従って、短期の研究がホエイ優位を示しても、長期でも同じ結果になるのかは不明だった。

今回の研究は、レジスタンストレーニングに合わせて、消化吸収の速い水溶性のミルクタンパク質と、消化吸収の遅いカゼインを摂取し、長期的な筋肥大とストレングスの変化を比較している。長期でホエイ相当のタンパク質とカゼインの比較をしたまともな研究は恐らく初めてだと思う。



★実験方法
・被験者：レジスタンストレーニング歴のある若い男性。前年にプロテインパウダー摂取していない人のみ。だいたいの平均は身長180cm、体重76kg、体脂肪率17%、ベンチプレス1RMが90kg前後、スクワット3RMが95kg前後。


・プロテインドリンク
ミルクから精製された2種類のタンパク質を、割合を変えて混ぜ合わせて使用。
a) 水溶性ミルクタンパク質：消化吸収が速くアミノ酸組成がホエイに似ている。ホエイよりも精製されていない。
b) カゼイン：消化吸収が遅い。

この2種類のタンパク質の組み合わせを三つ作り、被験者3グループに割当。
FP(100) 水溶性ミルクタンパク質100%
FP(50) 水溶性ミルクタンパク質50% ＋ カゼイン50%
FP(20) 水溶性ミルクタンパク質20% ＋ カゼイン80%

プロテインドリンクに含まれるタンパク質の量は3種類とも20g。炭水化物も20g含まれている。これをレジスタンストレーニング終了後15分以内に摂取。


・レジスタンストレーニング
慣れるための準備期間が3週間、その後に本番9週間。トレーニング頻度は週に4回。3週間ごとにレップ数を減らし強度を上げるリニアピリオダイゼーション。


・食事
1日のトータルのタンパク質摂取量が体重1kgあたり1.5-2.0gになるよう食事指導。結果として平均で1.9g/kg程度摂取したのでタンパク質の摂取量は十分だと考えられる。


・体組成測定
DXA


・ストレングス測定
ベンチプレス1RM、スクワット3RM、アイソメトリックでの肘と膝の伸展・屈曲の力



★実験結果
プロテインドリンク摂取直後の血漿ロイシン濃度のピーク値、およびAUC(area under the curve：曝露量)に違いがあった。カゼイン80%のプロテインドリンクを摂取したグループ(FP20)は、水溶性ミルクタンパク質の割合が高いプロテインドリンクを摂取したグループ(FP100、FP50)に比べて、ロイシン濃度のピーク値とAUCが低くなった。

しかし長期的には3グループとも体組成とストレングスの変化に有意差なし。

★コメント
トレーニング後に摂取するプロテインドリンクの消化吸収が速くても遅くても、長期的な筋トレ効果は変わらないという結果になった。

今回の研究から得られる教訓は、

・摂取して数時間の血中のアミノ酸濃度や筋合成速度を測定した短期の研究は、そのまま長期の結果を保証するものではないだろう。
・ある一定のロイシン閾値を超えることが筋合成のトリガーになるといった、短期間の、そして複数ある筋合成ルートの一つでしか無いメカニズムが長期的な筋肥大を決めるわけではないだろう。
・運動後の「ゴールデンタイム」に、消化吸収の速いプロテインドリンクを慌てて飲む必要はなさそう。
・消化吸収が速いタンパク質と遅いタンパク質を組み合わせれば、筋合成促進と筋分解抑制の両面から効果を発揮でき筋肥大を最大化できる・・・という説もあまり意味がなさそう。

今後、この研究結果を覆す研究が出てくるかもしれないけど、現時点ではタンパク質の消化吸収の速度に神経質になる必要はないと思う。ただ胃腸が強くない人は消化吸収が速いプロテインパウダーを積極的に利用することで、胃腸のキャパシティがボトルネックにならず、十分な栄養を取ることが出来てより良い結果を得られるかもしれない。

基本は1日のトータルのタンパク質摂取量を確保し、一日に3，4回の食事、トレーニング前後の食事間隔があまり空かないように栄養供給するといった感じで良いだろう。

関連記事：ゴールデンタイムはあるのか？

健康面も考えるならリスク分散のためにタンパク質源は分散させた方が良いだろう。筋肉の餌としてのタンパク質のクオリティを考えた場合、必須アミノ酸、特にBCAAの含有率が高い方が良いのだろうけど、1日に体重1kgあたり2g程度のタンパク質を動物性食品中心に摂取すれば、アミノ酸組成の差は消えるのではないだろうか。食事でのタンパク質摂取量が足りない場合は、追加で摂取するプロテインパウダーのアミノ酸組成の差が筋肥大に影響するかもしれない(この記事にあるミルクとソイの比較はこのケースかも)。

維持・増量時にタンパク質摂取量を確保するためにプロテインパウダーを利用する場合は、価格や飲みやすさなどの総合面からホエイプロテインパウダーが優れていると思う。減量時やintermittent fastingなどで食事間隔が大きく空き、肝グリコーゲンの枯渇によりタンパク質が分解されやすくなる状況では、カゼインなど消化吸収の遅いタンパク質を積極的に摂取したほうが良いだろう。

関連記事：プロテインパウダーの選択

関連記事：タンパク質摂取量の目安



★類似した過去の研究
2つあるけどどちらもいまいち。

(2)The effect of whey isolate and resistance training on strength, body composition, and plasma glutamine.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17240782

Whey vs Casein. Who will win?
https://evidencebasedfitness.net/whey-vs-casein-who-will-win/
この研究の中身の紹介と批評の記事

被験者数が少ないのも問題だけど、それ以外にもサプリメーカーがスポンサーなのが胡散臭くて、ホエイを摂取したグループのみ、やたらと良い数字が出ているのも胡散臭い。趣味でボディビルをやっている被験者が通常の食事に加えて一日に体重1kgあたり1.5gのプロテインパウダー(スポンサー提供)を摂取したら、加水分解ホエイ群のみが10週間で除脂肪体重が5kgも増えて体脂肪は1.4kg減って、カゼイン群は有意差なし。加水分解ホエイ群はスクワット1RMが80kgから156kgに上昇。トレーニング歴のある人が10週間でこの結果を得るのはちょっと考えにくい。体重1kgあたり1.5gという多量のプロテインパウダーを摂取するのも、実践面から参考にならない。


(3)Effects of soluble milk protein or casein supplementation on muscle fatigue following resistance training program: a randomized, double-blind, and placebo-controlled study
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4107592/
水溶性ミルクタンパク質群とカゼイン群の間でストレングスと筋肥大に有意差なかっただけでなく、プラシーボ群とも有意差なし。プロテインドリンクのタンパク質含有量が一回あたり10g(トレーニング日は3回、休息日は2回摂取)と少なかったためなのか、それとも一日のトータルのタンパク質摂取量がプラシーボ群でも十分だったのか。

カゼイネートとミセラーカゼインの消化吸収速度

★基礎知識
カゼイネートとミセラーカゼインの違いについてはこの記事（pdf）を参照。ちなみに今回引用した論文は、この記事内のBoirieとReitelsederのもの。先に論文読んでからこの記事見つけたので偶然。この記事で言及されてないことは、Reitelsederの研究で使われたカゼインはカゼイネートであること。



<<カゼイネートの消化吸収速度>>
Whey and casein labeled with l-[1-13C]leucine and muscle protein synthesis: effect of resistance exercise and protein ingestion
http://ajpendo.physiology.org/content/300/1/E231.long

★実験条件
<被験者>
健康状況： 健康
性別： 男性
人数： 17名
年齢： 24-30歳
BMI： 22-25
LBM： 55-60kg
運動歴： 過去6ヶ月に継続的な有酸素運動とレジスタンストレーニングの経験なし


★実験方法
運動： 片足レッグエクステンション、80%1RMの重量で8レップ10セット。
栄養摂取： 運動直後に、水かホエイかカゼイン（カルシウム・カゼイネート）を摂取。プロテインの摂取量は、LBM（除脂肪体重）1kgあたり0.30g


★結果
血漿アミノ酸濃度は以下のFig.4.の通り。これはトータルの濃度で、実験で摂取したアミノ酸と筋分解で血中に放出されたアミノ酸を区別していない。有意差*はホエイとカゼインについてのもので、ベースラインに対してのものではない。全体的に、ホエイは3時間程度で、カゼイン（カルシウム・カゼイネート）は4時間程度でベースラインに戻っている。




以下のFig.6.は筋合成の速度。1時間後から3.5時間後はホエイの筋合成速度が大きく、3.5時間後から6時間後はカゼインの筋合成速度が大きい。トータルではホエイとカゼインの間では有意差なし。この実験では筋合成のみ調べていて、筋分解については不明。カゼインの方が筋分解を長時間に渡って防ぐだろうから、ネットバランスはカゼインの方が有利という結果になっていると思われる（注意点：短期の結果が長期の結果を保証するわけではない）。







<<ミセラーカゼインの消化吸収速度>>
よく見かける1997年のBoirie他の研究を引用する。カゼインの種類は論文中には書かれていないがミセラーカゼイン。他の論文でこの実験で使ったのはミセラーカゼインだと明記している。

Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9405716


この実験の優れている点。
- 同位体を含んだ標識用ロイシンを乳牛を経由（絞られた乳からプロテイン抽出）させることで実験用のプロテインに標識をつけている。
- ロイシンを主な測定対象としているので、ホエイとカゼインのトータルの摂取量を、含有ロイシン量が等しくなるように調整している。
- 血中のロイシンの測定はトータルのロイシン濃度だけではなく、実験で摂取したプロテイン由来のものと、筋分解により血中に供給されたものも測定している。
- プロテイン摂取後7時間まで測定している。


★結果
カゼインは、7時間後もトータルの血漿ロイシン濃度（左上）がベースラインを上回っている。右側はロイシン現出速度で、Exoが実験で摂取したプロテイン由来で血中へのアミノ酸供給の目安、Endoが内部由来つまりカタボリックの目安。

実験条件は、摂取量がホエイ30g、カゼイン43g（含有ロイシンの量が等しくなるようにしている）で、カゼイネートの実験より摂取量が多く、またこの実験では運動を行っていないこともあり、直接の比較は難しいけど、別の論文でミセラーカゼイン30g摂取で8時間経っても血漿ロイシン濃度はベースラインを上回っていたし、消化吸収の速度は、ホエイ＞カゼイネート＞ミセラーカゼイン で良いと思う。


ちなみに日本製のカゼインプロテインは、カゼイネートを使っているものが多いので、成分チェックをちゃんとしよう。私は何のしがらみもないので遠慮なく具体名を出すけど、バルクスポーツのカゼインプロテインはカゼイネートを使っているのに、たしか以前購入した時の記憶ではパッケージにはBoirieの論文のグラフとおぼしきものを載せていて、商品説明には「ミルクをろ過して製造され」「約7時間もアミノ酸を放出」といったミセラーカゼインの特徴が書かれているので、誇大広告か虚偽表示になるのではないだろうか。



★実際の栄養摂取への適用
通常はホールフードの食事をメインにして補助としてプロテインパウダーを使うだろうから、ホエイかカゼイネートかミセラーカゼインかはそれほど神経質になる必要はないとは思う。一日のトータルのタンパク質摂取量が最も大事。プロテインパウダーと糖分を含んだ飲み物といった流動食をメインにするのなら、消化吸収速度に合わせて食事間隔を調整した方が良いだろう。シビアな減量時や食事間隔が空く時にプロテインパウダーを使う場合は、カゼイネートは避けてミセラーカゼインにするのが良いと思う。


★補足
こういう短期（acute）の研究から導かれる一般的論としては、ホエイとカゼインを合わせて摂取するのがベストということになる。ただ、長期間に渡ってだとどうなるかわからない。acuteの研究だと、運動無しでも食後には筋合成が起きる。これは空腹時の筋分解の回復なのか、一時的に筋肉にアミノ酸が押し込まれる感じになっているのかよくわからないけど、運動なしでは当然長期の筋肥大にはつながらない。従って運動後の栄養摂取による筋合成のデータにも、一時的なものと長期的なものが含まれてると思う。ホエイの短時間の筋合成ブーストも一時的なものの割合が高いのなら、長期の筋肥大にはあまり意味がなくて、ホールフードやカゼインなどのスロープロテインで淡々とアミノ酸供給しとけば良いのではないかという話になる。（ホエイとカゼインの効果を比較した長期の研究は一応あるんだけど、実験デザインがいまいち）


関連記事：
タンパク質の消化吸収速度の違いによる筋肥大への影響

カゼインプロテインについて

カゼインプロテインは消化吸収が遅く、長時間にわたって身体にアミノ酸を供給し続けることができる。BCAAの含有率は20%前後でホエイよりもやや少ない。

カゼインプロテインは、加工方法の違いにより、化学加工で製造されるカゼイン塩（カゼインカルシウム、カゼインナトリウム）と、濾過を経て製造されるカゼイン・ミセルの二種類がある。カゼイン塩の方が安価である。


カゼイン・ミセルの方が微量栄養素などの観点から良さそうなんだけど、米メーカーのフレーバー付きのものしか見つからない。これらはタンパク質の割合があまり高くないし、米メーカーの味付けはくどい傾向があるので単品で飲むのはけっこうつらい。今は国内メーカーのフレーバー無しのカゼインカルシウムに、フレーバー付きのホエイを混ぜて飲んでるけど・・・どうしようかな。

なるべくカッテージチーズを食べるようにするか。ちなみにフレーバー付きホエイを水少量でドロドロに溶いてカッテージチーズにかけると、デザートっぽくなる。低カロリーで、ほぼタンパク質のみ。