近年、植物性タンパク質への関心が高まり、米国では植物性タンパク質の需要が２０１８年と２０１９年の両方で２０%増加している。
関心が高まっている背景には、食品安全性への懸念、食物不耐性の増加、ベジタリアンやビーガン食品へのアクセスしやすさ、環境への配慮、持続可能性の必要性、健康やウェルビーイングへの積極的なアプローチを求める消費者の採用など複数の要因が考えられる。
今後さらなるタンパク質需要の高まりにより、豆類の食生活における重要性がより認識されると思われる。
豆類は他の作物に比べて栄養価が高く、特に人間が家畜化して遺伝子を選択するようになってからその栄養価の高さが際立っている。
中でもエンドウ豆タンパク質は、WHO/FAO/UNUが推奨する要件を満たすのに十分な必須アミノ酸（EAA）の含有量（３０%）を有している。
また、豆類はロイシンの推奨必要量を大幅に上回って摂取できることも注目である。
最近ではアスリートの骨格筋の同化反応に対するエンドウ豆などの植物性タンパク質の摂取の影響を研究した論文が数多く発表されている。
ホエイタンパクはロイシンの含有量、消化性、筋タンパク質の合成を活性化する能力の点で現在最も効率的とされている。
現在、研究の多くはホエイとエンドウ豆タンパク質をレジスタンストレーニングと一緒に摂取することで、筋同化作用と筋力増強作用を比較・評価することを目的としている。
ホエイとエンドウ豆たんぱく質を摂取することで、レジスタンス運動に対する反応が同等になることが研究結果で明らかになっている。
ホエイとエンドウプロテインは、レジスタンストレーニング後の筋力、身体能力、身体組成を同等に促進するという結果が出ている。
また、高齢者集団においても筋肉量を維持し、サルコペニアを遅延する上で価値があると考えられているが、具体的な報告はない。
エンドウプロテインは推奨されるロイシンの必要量をはるかに上回る量を摂取できることから、高齢者の骨格筋量と機能の低下に対処する上で、貴重な役割を果たす可能性がある。
ロイシンは同化アミノ酸であり、加齢に伴う筋肉量の維持に有効であることが証明されている。
高齢者が摂取するタンパク質の質も同様に重要な要素であり、その消化性と体内での利用性によって決定される。
ホエイは消化が早く、カゼインは胃の酸性pHで固まってしまうため消化が遅い。
筋合成や筋肉増強には、消化が早い方がいいのか、遅い方がいいのか、数々の実験が行われてきた。その結果、高齢者であっても筋合成を促進して筋肉量を増やすには、急速な消化が最適であることがわかっている。
過去の研究では、エンドウタンパクは胃の中で一過性に凝集し、ホエイとカゼインの中間の腸内バイオアベイラビリティを持つことが示されている。
リンクの研究は、老齢ラットを用いてエンドウタンパクとカゼインおよびホエイを比較して、タンパク質消化率、体内タンパク質保持量、筋タンパク質合成および分解、筋タンパク質付加量の観点から効率性を評価したもの。
２０カ月齢雄ラット３０匹を、カゼイン（CAS）、可溶性乳タンパク質（WHEY）、Pisane™エンドウタンパク単離物のいずれかを含む等タンパク質・等カロリー食に１６週間割り当てた。
３種類のタンパク質は、老齢ラットの窒素バランス、消化率、タンパク質利用率に同様の影響を与えた。
つまり、タンパク質源の違いによって、体組成、組織重量、骨格筋のタンパク質合成や分解が変化することはなかった。
筋ミトコンドリア活性、炎症状態、インスリン抵抗性は３群間で同様であった。老齢ラットは、エンドウタンパクの高い消化率とアミノ酸組成により、カゼインやホエイタンパク質と同じ効率で利用した。
エンドウタンパクの使用は高齢者のタンパク質源を多様化し、栄養摂取推奨量をより簡単に達成できる可能性があると結論。
Pea Proteins Have Anabolic Effects Comparable to Milk Proteins on Whole Body Protein Retention and Muscle Protein Metabolism in Old Rats
・タンパク質の栄養価は、AAバランス、特にEAAがどのようにニーズにマッチしているか、また、消化性、すなわちAAと低分子ペプチドが腸管吸収に適した状態で放出されているかどうかに左右される。
・植物性タンパク質は動物性タンパク質に比べてEAAプロファイルのバランスが悪く、消化性も低いと考えられてきた。
しかし、老齢ラットにおいて乳タンパク質やエンドウタンパクを16週間摂取しても、特に骨格筋におけるタンパク質同化作用や窒素作用に影響を与えないことが明らかになった。したがって、高齢者に使用することは可能であり、それによってタンパク質摂取を多様化し、高齢者集団に対する栄養推奨量をより容易に達成することができるはずである。
・窒素バランス、消化率、利用率
複数のタンパク質を比較研究する場合、最初に考慮すべき問題はタンパク質の吸収率。特に、窒素バランス、消化率、利用率を測定して、タンパク質が消化吸収され、組織に同化される能力を把握することが重要。
窒素バランス、消化率、タンパク質利用率に関するデータを総合すると、今回テストした３種類のタンパク質は、老齢ラットに同様の効果をもたらすことがわかった。
今回使用されたエンドウたんぱくは分離たんぱく質で、分離たんぱく質は一般によく消化される。
また分離プロテインはその製造プロセスにより、抗栄養因子が少なくなっている。
タンパク質の消化率が高いと腸管吸収に利用できるAAの量が多くなり、その結果、タンパク質源の栄養価が向上する。
結局、エンドウプロテイン、カゼイン、ホエイプロテインを与えた老齢ラットでは、タンパク質の正味利用率は同等であった。
・老齢ラットの尿中および糞中の窒素排泄量は３群間で差がなく、全身の窒素保持量が同等であることがわかった。
・食餌性タンパク質の栄養学的品質の評価はタンパク質の消化率だけでなく、そのAA組成、特にEAA含有量にも依存的である。
本研究で使用したエンドウたんぱくのEAA組成は、National Research Council によるとカゼインに近く、ラットのニーズに合っていた。
エンドウタンパクのAA組成は、メチオニン（Met）の含有量が制限されているが、全硫黄AAの含有量は十分である。
結果、老齢ラットで測定したタンパク質利用率と生物学的価値は、食餌に使用したタンパク質にかかわらず同等であった。
この結果は、EAA組成、特にロイシンの含有量が多いことだけでなく、エンドウタンパクの消化率が高いことでも説明できる。
老齢ラットでは摂取した窒素の生物学的価値、特に窒素保持量は、飼料中のタンパク質がカゼイン、ホエイ、エンドウ豆タンパク質のいずれであっても差がないことを示した。
・体組成と骨格筋量
この研究では、試験の最初の月から最後の月にかけて体脂肪が増加し、除脂肪体重が減少するという加齢に伴う生理的傾向が観察されたが、食事に含まれるタンパク質源によって老齢ラットの体組成が大きく変化することはなかった。
この結果は１６週目終了時の組織重量でも確認された。
全身組成の測定結果と同様に、除脂肪体重を構成する組織、すなわち骨格筋、肝臓、心臓、および脂肪体重に起因する組織の重量は、異なる食餌タンパク質群間で差がなかった。
食餌性タンパク質源が身体組成および組織重量に及ぼす影響は他の研究でも評価されているが、これらの研究は一般的に若齢ラットで行われていた。大豆タンパク質を２８日間与えた若齢ラットでは、乳清タンパク質を与えた若齢ラットよりも低い除脂肪体重増加が観察された。
今回のデータは、エンドウタンパクが老齢ラットの体組成や筋肉量に対してカゼインやホエイタンパク質と同様の効果を促進することを示している。
・メカニズム
老齢ラットの体組成や筋肉量に対する乳タンパクとエンドウタンパクの作用が似ていることにはいくつかのメカニズムが考えられる。
それぞれのタンパク質のAA含量を分析したところ、エンドウタンパクとカゼインのロイシン含量が同等であることがわかった。
食事性タンパク質のロイシン含有量が、加齢に伴う除脂肪体重、特に骨格筋量に対する同化作用に影響を与える重要なパラメータであるという明確な証拠がある。
現在、ロイシンが筋合成を促進し、タンパク質分解を抑制することでアナボリックシグナルとして作用することがよく知られている。
ロイシンを１０日間補給すると老若雄雌を問わずラットの筋肉における真核細胞の遺伝子発現量の減少が抑制された。
・筋肉量はホエイプロテイン群の方がエンドウプロテイン群よりも高い傾向にあったが、エンドウプロテインの摂取は老齢ラットの食後の筋タンパク質の同化を（測定はしていないが）促進し、それが筋タンパク質の蓄積と骨格筋量の増加につながる可能性が示唆された。
・ミトコンドリア異常も、加齢に伴う筋肉の変化の重要な要因として挙げられている。骨格筋のミトコンドリア電子輸送鎖（ETC）に関する研究では、加齢に伴う筋肉量の減少が最も顕著な筋肉において、ETCの活性が低下していることが明らかになった。この研究では、タンパク質の摂取によりミトコンドリアレベルでのタンパク質のターンオーバーが維持されることも明らかにした。
エンドウタンパクは、乳タンパク質と同様に骨格筋のミトコンドリア機能能力の加齢による変化を防ぎ、筋肉量の維持に役立つ可能性があると推測される。
・代謝パラメータ
加齢に伴う筋肉量の変化に関連する代謝パラメータ、特に血漿中の炎症性サイトカインおよび抗炎症性サイトカインのレベルを測定した。
老化に伴う血中炎症因子の増加と血中抗炎症因子の減少は筋タンパク質の異化を助長する炎症状態を引き起こす。
乳タンパク質には抗炎症作用があり、インターロイキン-６（IL-６）や腫瘍壊死因子（TNF-α）などの炎症性サイトカインの循環を抑えるのに有効である可能性がある。
エンドウタンパクに関する最近の研究では、エンドウ豆のトリペプチドLRW（Leu-Arg-Trp）とその異性体IRW（Ile-Arg-Trp）が、核内因子-κB経路を調節することで強い抗炎症作用を示すことが報告されている。
・炎症に加えて、インスリン抵抗性は高齢者の筋タンパク質同化作用と筋肉量を低下させるもう一つの原因とされている。
ここでは、カゼイン群と比較してエンドウタンパク群でインスリン抵抗性が低下する傾向が見られた以外は、HOMA-IRに群間差は見られなかった。
最近の研究でエンドウ豆糖タンパク質やペプチドには、特にインスリン抵抗性を低下させる抗糖尿病作用があることが示されている。
したがって、エンドウ豆のタンパク質を長期的に摂取することで老齢ラットの加齢に伴うインスリン抵抗性が改善される可能性があると考えられる。
老齢ラットを対象としたこの研究では、エンドウプロテイン、カゼイン、ホエイのいずれから窒素が供給されても、体は同じ効率で窒素を使用することがわかった。この結果は、エンドウタンパク質の高い消化性と、乳タンパク質に含まれるEAA組成に近いことが一因となっている。
植物性タンパク質が若い動物よりも老齢の動物でより効果的であるという証拠を見つけた。
ヒト、特に高齢者における植物性タンパク質の品質を評価するために、病態生理学的状況や栄養状態を考慮した臨床研究をさらに行うべきである。