Las células del tejido muscular operan a través de enzimas envueltas en la síntesis protéica (aminoacil-ARNt-sintetasa). Para activar la expresión de la síntesis de proteinas en las células musculares, es necesario que les lleguen aminoácidos para poder construir las miofibrillas que conforman el músculo mediante el mecanismo conocido como hipertrofia. Este mecanismo se activa ante determinados estímulos (mecánicos, hormonales, metabólicos…). Sin embargo, las enzimas implicadas en la síntesis proteica tienen un bajo KM, operando a una velocidad baja, mientras que las enzimas oxidativas del hígado operan a una velocidad mucho más alta. Es decir, las enzimas musculares implicadas en la síntesis protéica se saturan rápidamente  siendo incapaces de utilizar más aminoácidos, mientras las enzimas del hígado están disponibles para la reacción enzimática oxidativa (convertir los aminoácidos en energía para ser usada o almacenada mediante reacciones de desaminación y transaminación).

Esto plantea varios problemas. Primero, la concentración de aminoácidos suele estar habitualmente más alta que la velocidad máxima de las enzimas musculares del ARNt, por lo que a nivel basal, la disponibilidad de aminoácidos no es un factor limitante de primer orden para la síntesis protéica. Segundo, tomar un suplemento de aminoácidos con un mismo nivel peptídico puede producir una inhibición competitiva en el sistema de transporte y en las enzimas musculares, aumentando la tasa de oxidación por el hígado respecto a proteínas de distintos tamaños. Esto además se ve limitado anteriormente por otro paso necesario: el transporte través del intestino. No es eficiente por lo tanto tomar un solo tipo de proteína que se metabolice a partir de un único sistema de transporte. Tampoco es eficiente tomar proteina pre entreno, aminoácidos intraentreno y proteína post entreno debido a la saturación de las enzimas musculares. A medio plazo, debido al carácter altamente homeostático del organismo, es posible que los transportadores se regulen a la baja con la presencia sostenida de aminoácidos, al igual que sucede con los transportadores GLUT de la glucosa.

Los aminoácidos son por lo tanto más rápidamente oxidados debido a la saturación enzimática que producen, y posiblemente menos eficaces para la síntesis protéica que las proteinas completas. La cantidad enorme de proteina que toman algunos deportistas es utilizada por lo tanto en gran parte como energía y no para la síntesis protéica. A largo plazo, esto puede suponer estrés para el hígado y el riñón.

Esta hipótesis es apoyada por estudios que muestran que tomar distintos tipos de proteína es más eficaz en términos de síntesis protéica que tomar aminoácidos o algún tipo exclusivo de proteína deportiva como el suero. Dos posibles mecanismos son: una mayor capacidad de síntesis protéica por mecanismos dependientes e independientes de mTOR/SK6, y una expresión de la síntesis protéica de mayor duración (1,2). Otro factor adicional que explica la variabilidad en la expresión de la síntesis es el efecto de las distintas fracciones protéicas sobre las hormonas (insulina, Igf, testosterona, etc).