9 - Потреби в азоті та амінокислотах та харчові білки

Requirements Потреби в азоті та амінокислотах

Визначення

Потреби в азоті

Їх визначали шляхом вимірювання мінімальна кількість поглиненого азоту у формі яєчного або молочного білка (високоякісний білок), який допомагає підтримувати нейтральний баланс азоту (у дорослих). Показник, отриманий від невеликої групи здорових дорослих людей, становить у середньому 0,6 г білка/кг/добу. Коефіцієнт варіації цього середнього значення становить 12,5%, що відповідає індивідуальним прийомам, коливаючись від 0,45 до 0,75 г/кг/день (0,75 г/кг. D, що відповідає середньому + 2 DS). Ця остання цифра, округлена до 0,8 г/кг/добу тому зберігається як рекомендований прийом для задоволення потреб нормального дорослого населення. Ця потреба значною мірою задовольняється в розвинених країнах, де споживання становить близько 1,2-1,5 г/кг/день. Рекомендований прийом (і потреби) більший у немовлят (2,2 г/кг/добу), поступово зменшується до зрілого віку (0,8 г/кг/добу), збільшується під час вагітності та під час лактації (+ 5 до + 15 г білка/день). Коли потреби виражаються в абсолютних величинах, вони більш-менш постійні протягом першого року життя (10 г/день). Вони залишаються недостатньо зрозумілими у людей похилого віку, ймовірно, не сильно відрізняються від показників дорослих або навіть вище (від 1 до 1,2 г/кг/день).

Точність балансів азоту тут є важливим елементом для оцінки цих потреб, оскільки завищення балансу призведе до заниження потреб. Так само а особливу увагу слід приділити енергетичній дієті за якої була визначена потреба: надмірне споживання енергії призведе до відкладення білка (що відповідає збільшенню сухої маси тіла під час ожиріння) і призведе до заниження потреб.

Вимоги до амінокислот

Вони визначаються наступним методом: суб’єкти отримують ідеально збалансовану дієту, що містить усі поживні речовини та амінокислоти в достатній кількості, крім амінокислоти, яку ми хочемо виміряти. За відсутності цієї амінокислоти баланс азоту є негативним, що ілюструє той факт, що відсутність однієї амінокислоти достатня для уповільнення синтезу білка (поняття обмеження амінокислоти). Потім споживання цієї амінокислоти поступово збільшується: коли баланс азоту позитивний, потреба покривається.

Знову ж таки, якість отриманих результатів залежить від точності балансу азоту. Результати, отримані цим методом, в даний час оскаржуються деякими групами, які запропонували вимірювати вже не азотний баланс, а окислення амінокислоти ізотопними методами. Це окислення залишається мінімальним до тих пір, поки потреби в синтезі білка не будуть задоволені, а потім регулярно зростає, як тільки потреба буде задоволена. Результати, отримані цим методом, у два-три рази перевищують результати, отримані звичайно. На даний момент міжнародні дієтичні рекомендації дотримуються цифр, отриманих класичним методом.

Потреби кожної з дев'яти амінокислот щодо всіх незамінних амінокислот становлять, залежно від амінокислоти, від 30 до 150 мг/кг/добу у немовлят (загалом 750 мг/кг/добу) і лише 5 при 15 мг/кг/добу (загалом 80 мг/кг/добу) у дорослих. Це відповідає важливим потребам синтезу білка під час росту. Тому основні амінокислоти повинні представляти у немовлят більше третини загального обсягу азоту (що означає, що харчові білки повинні бути високоякісними, див. нижче). У дорослих лише 10% споживання азоту має складатися з незамінних амінокислот.

Нарешті, деякі амінокислоти можуть бути умовно суттєвий, що означає, що за певних фізіопатологічних обставин їх ендогенний синтез недостатній для покриття потреб. Це випадок із цистеїн і деякі тирозин які зазвичай можна отримати з метіоніну та фенілаланіну відповідно. За таких обставин, як недоношеність та печінкова недостатність, цих перетворень буде недостатньо для задоволення вимог, і тому екзогенний прийом стає необхідним. Так само, ймовірно, що амінокислоти в циклі сечовини (аргінін, орнітин та цитрулін) стають умовно важливими при печінковій недостатності і можуть бути для аргініну в часи швидкого зростання. Нарешті, ми повинні навести випадок з таурин, вільна амінокислота, багато в організмі, але не включена в білок. Таурин в достатній кількості постачається жіночим молоком, але не коров'ячим, і відсутність споживання таурину може призвести до порушень функції сітківки.

Нарешті, слід пам'ятати, що Критерії суттєвості тісно пов'язані з фізіологічним станом. Дуже ймовірно, що фактичні потреби у кількох амінокислотах під час катаболічного або септичного станів відрізняються від описаних тут вимог, які стосуються лише нормальної людини.

Sources Дієтичні джерела білка

Концепція якості білка

Не всі білки створені однаково для задоволення потреб. Якість (або харчова цінність) білка визначається як ефективність, з якою цей білок задовольняє потребу як в азоті, так і в амінокислотах. Найбільш класичним критерієм якості є біологічна цінність, визначена наступним чином:
- біологічна цінність = частка утриманого азоту
Отже, організмом/азотом, що всмоктується кишечником, біологічне значення 100 - це білок, який поглинається азотом на 100% ефективно у відшкодуванні ендогенних втрат азоту. Іншим загальновживаним критерієм є чисте використання білка:
- чисте споживання білка = частка збереженого азоту/вживання азоту.

Інші параметри, такі як коефіцієнт протеїнової ефективності (CEP) або коефіцієнт корисної ефективності білка (на основі приросту ваги), також часто використовуються. Вимірювання цих різних параметрів є більш-менш простим залежно від необхідної дози (збільшення ваги або дозування азоту). Перш за все, це залежить від рівня споживання білка, оскільки при високому рівні споживання білка частка утримуваного азоту не буде збільшена, а отже, біологічна цінність білка буде занижена. Нарешті, якість білка було легко перевірено на лабораторних тваринах, зокрема на щурах, потреби яких відрізняються від потреб людей.
Ця загальна біологічна цінність насправді залежить від внутрішньої структури білка, а також від того, як амінокислоти, що входять до складу, поглинаються шлунково-кишковим трактом.

а) Хімічний індекс:
він властивий даному білку і визначається таким чином:
- хімічний індекс = мг незамінної амінокислоти в 1 г білка/мг тієї ж незамінної амінокислоти в 1 г еталонного білка.

Найпоширенішим еталонним білком є яєчний альбумін. Наприклад, якщо врахувати кількість лізину, що міститься в пшеничному борошні (35 мг/г білка), порівняно з вмістом альбуміну (70 мг/г білка), ми отримуємо хімічний показник лізину та 50% пшеничного білка (35/70). Теоретично хімічний індекс слід визначати для кожної незамінної амінокислоти в даному білку. На практиці ми задовольняємося тим, щоб вказати найнижчий хімічний індекс серед індексів різних амінокислот, і ця амінокислота називається обмежує амінокислоту (на практиці це стосується лізину, амінокислот сірки та триптофану). Яєчний альбумін давно використовується як еталонний білок, але в даний час склад еталонного білка визначається відповідно до конкретних потреб кожної ситуації (новонароджені, немовлята, діти).

б) Перетравність визначається як здатність шлунково-кишкового тракту ефективно поглинати азот, який засвоюється, і обчислюється таким чином:

“Справжня” засвоюваність також включає корекцію обов’язкових втрат азоту у фекаліях. Засвоюваність залежить від структури самого білка, а також від будь-яких модифікацій, які ця структура могла зазнати під час приготування їжі. Найбільш класична модифікація - це та, що отримана в результаті реакції Майяра. Це зв'язування відновлюючого цукру із вільною аміногрупою лізину, що призводить до "блокування" лізину. Отже, цей лізин більше не може засвоюватися, і тому від 10% до 40% спожитого лізину (цей показник змінюється залежно від способу приготування) буде недоступним, що ще більше знижує засвоюваність білка. Нарешті, взаємодія з іншими поживними речовинами (зокрема клітковиною та поліфенолами) може вплинути на засвоюваність білка.
Загалом засвоюваність становить від 95% до 98% для білків тваринного походження та від 75% до 95% для рослинних білків.

Отже, чисте споживання білка зводиться до продукту засвоюваності на хімічний індекс: це близько 40% для рослинних білків, таких як кукурудза або пшоно, 70% для білків м’яса, 87% для яєчного альбуміну та 95% для жіночого молока.

Дієтичні джерела білка

Харчові білки умовно поділяють на білки тваринного походження (м’ясо, риба, молочні продукти та яйця) та рослинні білки (злакові та бобові). Вміст білка в їжі значно варіюється (хліб 2,7%; м'ясо 18%; сир та бобові: близько 25%, виражене у відсотках до загальної ваги їжі).

Як видно вище, також важливо враховувати якість білка. Класично рослинні білки мають нижчу якість, ніж тваринні завдяки нижчій засвоюваності та меншому вмісту незамінних амінокислот, особливо лізину та амінокислот сірки. Низька щільність білка та низька якість рослинних білків багато в чому пояснюють надзвичайну частоту недоїдання білка в країнах, що розвиваються, особливо у дітей, які дуже чутливі до недостатнього споживання незамінних амінокислот. Однак цілком можливо отримати достатній запас незамінних амінокислот з рослинними білками, просто подбавши про поєднання білків, обмежуюча амінокислота яких не однакова (білки злакових з низьким вмістом лізину, але зазвичай багаті на амінокислоти сірки та білки бобових в амінокислотах сірки, але зазвичай багатий лізином). Ця "тактика" охоче застосовується у вегетаріанських дієтах.

Принцип ізотопного розведення такий (візьмемо приклад лейцину тут). Ми хочемо виміряти швидкість вироблення лейцину, тобто кількість лейцину, що надходить у плазму за одиницю часу (лейцин, що є результатом протеолізу або прийому їжі). Індикатор, маркований лейцином (швидкість потоку Лей *), вводиться в плазму з відомою і постійною швидкістю потоку (в мкмоль/кг/хв) за допомогою шприцевого насоса. Коли стан рівноваги досягається (стабільність ізотопного збагачення вимірюється апостеріорно), демонструється, що співвідношення витрат виробництва міченого та немеченого лейцину дорівнює співвідношенню їх відповідних концентрацій, яке записано:
Виробництво лейцину/витрата лею * = лей/лей *
або
Виробництво лейцину = Leu */(Leu */Leu) потік

Відома швидкість потоку індикатора, виміряне співвідношення [Leu */Leu] (мас-спектрометрія), звідси виводиться швидкість потоку продукції лейцину. Це просте рівняння справедливе лише в стаціонарному стані, тобто коли ні Leu], ні Leu * не змінюються протягом періоду вимірювання. За цих умов швидкість виробництва (що відповідає сумі екзогенних входів + протеоліз) дорівнює швидкості використання (тобто синтез білка + окислення). Іншими словами, в стійкому стані плазмовий басейн не змінюється, "те, що потрапляє, дорівнює тому, що гасне". Це обмеження отримання стійкого стану є одним із обмежень використання індикаторів, очевидним, наприклад, під час вивчення страв, де стабільність концентрацій важко отримати. Потреба працювати після досягнення балансу пояснює часовий ліміт (близько 2 годин для лейцину) після початку інфузії для отримання значних зразків.