Незаменимая аминокислота - Essential amino acid

Смотрите также: Белок (нутриент) и Качество протеина

An незаменимая аминокислота, или незаменимая аминокислота, является аминокислота этого не может быть синтезированный de novo (с нуля) организмом со скоростью, соизмеримой с его потребностями, и, следовательно, он должен поступать в его рацион. Из 21 аминокислоты, общей для всех форм жизни, девять аминокислот, которые люди не могут синтезировать, являются: фенилаланин, валин, треонин, триптофан, метионин, лейцин, изолейцин, лизин, и гистидин, аргинин.[1][2]

Рассмотрены шесть других аминокислот условно существенный в рационе человека, что означает, что их синтез может быть ограничен при определенных патофизиологических условиях, таких как недоношенность у младенца или у лиц с тяжелой формой катаболический горе.[2] Эти шесть аргинин, цистеин, глицин, глутамин, пролин, и тирозин. Шесть аминокислот не являются незаменимыми (необязательный) в организме человека, то есть они могут синтезироваться в организме в достаточном количестве. Эти шесть аланин, аспарагиновая кислота, аспарагин, глютаминовая кислота, серин,[2] и селеноцистеин (считается 21-й аминокислотой). Пирролизин (считается 22-й аминокислотой) не используется человеком; таким образом, это несущественно.

В ограничивающая аминокислота это незаменимая аминокислота, которая содержится в пище в минимальном количестве. Это понятие важно при расчете корма для животных.

Сущность у человека

EssentialУсловно необходимо[3][4]Несущественный
Гистидин (ЧАС)Аргинин (Р)Аланин (А)
Изолейцин (Я)Цистеин (С)Аспарагиновая кислота (D)
Лейцин (L)Глутамин (Q)Аспарагин (N)
Лизин (K)Глицин (Г)Глютаминовая кислота (E)
Метионин (М)Пролин (П)Серин (S)
Фенилаланин (F)Тирозин (Y)Селеноцистеин (U)
Треонин (Т)
Пирролизин * (O)
Триптофан (Вт)
Валин (V)

(*) Пирролизин, иногда считается «22-й аминокислотой», не используется людьми.[5]

Эукариоты может синтезировать одни аминокислоты из других субстраты. Следовательно, только часть аминокислот, используемых в синтезе белка, является основные питательные вещества.

Рекомендуемая суточная доза

Основная статья: Белок (нутриент)

Было сложно оценить суточную потребность в незаменимых аминокислотах; эти цифры подверглись значительному пересмотру за последние 20 лет. В следующей таблице перечислены КТО и Соединенные Штаты рекомендовали ежедневные количества, используемые в настоящее время для незаменимых аминокислот в взрослые люди, вместе с их стандартными однобуквенными сокращениями.[6][7]

Аминокислоты)ВОЗ мг на кг массы телаВОЗ мг на 70 кгСША мг на кг массы тела
ЧАС Гистидин1070014
я Изолейцин20140019
L Лейцин39273042
K Лизин30210038
M Метионин

+ C Цистеин

10,4 + 4,1 (всего 15)1050 Всего19 общая
F Фенилаланин

+ Y Тирозин

25 (всего)1750 ВсегоВсего 33
Т Треонин15105020
W Триптофан42805
V Валин26182024

Рекомендуемая суточная доза для детей в возрасте от трех лет и старше на 10-20% выше, чем для взрослых, а для младенцев может быть на 150% выше в первый год жизни. Цистеин (или серосодержащие аминокислоты), тирозин (или ароматические аминокислоты), и аргинин всегда нужны младенцам и подрастающим детям.[6][8]

Относительный аминокислотный состав источников белка

Продукты питания, в которых отсутствуют незаменимые аминокислоты, являются плохим источником белок эквиваленты, поскольку тело стремится к дезаминировать полученные аминокислоты, превращающие белки в жиры и углеводы. Следовательно, баланс незаменимых аминокислот необходим для высокой степени чистое использование белка, который представляет собой массовое отношение аминокислот, превращенных в белки, к поставленным аминокислотам.[9]

Полноценные белки содержат сбалансированный набор незаменимых для человека аминокислот. Цельные продукты растительного и природного происхождения содержат все незаменимые аминокислоты.[10] Почти полные белки также содержатся в некоторых растительных источниках, таких как Лебеда.[11]

На чистую утилизацию протеина сильно влияют ограничивающая аминокислота содержание (незаменимая аминокислота, содержащаяся в наименьшем количестве в продуктах питания), и в некоторой степени зависит от сохранения незаменимых аминокислот в организме. Поэтому рекомендуется смешивать продукты с разными недостатками в распределении незаменимых аминокислот. Это ограничивает потери азота из-за дезаминирования и увеличивает общее использование чистого белка.[9]

Источник белкаОграничивающая аминокислота
Пшеницылизин
Рислизин
Кукурузализин и триптофан
Бобовыеметионин /цистеин пара и триптофан
Яйцо, курица, молоконикто; яйцо - эталон полноценного белка

Профиль распределения аминокислот в растительной пище менее оптимален, чем в пище животного происхождения.[12][13] но нет необходимости употреблять растительную пищу, содержащую полноценные белки, если соблюдается разумно разнообразный рацион.[14] Многочисленные пары различных растительных продуктов могут обеспечить полный профиль белка. Некоторые традиционные сочетания продуктов, такие как кукуруза и бобы или бобы и рис, содержат незаменимые аминокислоты, необходимые для человека, в достаточном количестве.[15] Официальная позиция Академия питания и диетологии заключается в том, что белок из соответствующей запланированной комбинации разнообразных растительных продуктов, потребляемых в течение дня, может быть адекватным с точки зрения питания, когда удовлетворяются потребности в калориях.[14]

Качество протеина

Основная статья: Качество протеина

Были предприняты различные попытки выразить «качество» или «ценность» различных видов белка. Меры включают биологическая ценность, чистое использование белка, коэффициент эффективности белка, оценка аминокислот с поправкой на усвояемость белка и полная концепция белков. Эти концепции важны для животноводство, потому что относительный недостаток одной или нескольких незаменимых аминокислот в корма для животных будет иметь ограничивающий эффект на рост и, следовательно, на коэффициент конверсии корма. Таким образом, различные корма можно скармливать в комбинации для увеличения чистого использования белка или дополнение отдельной аминокислоты (метионин, лизин, треонин или триптофан) можно добавить в корм.

Белка на калорию

Содержание протеина в продуктах питания часто измеряется в протеине на порцию, а не в протеине на калорию. Например, USDA перечисляет 6 граммов белка на большое цельное яйцо (50-граммовая порция), а не 84 мг белка на калорию (всего 71 калория).[16] Для сравнения: в порции сырой брокколи (100 г) содержится 2,8 грамма белка, или 82 мг белка на калорию (всего 34 калории), или Дневная стоимость 47,67 г белка после употребления 1690 г сырой брокколи в день (574 кал.[17] Яйцо содержит 12,5 г белка на 100 г, но на 4 мг больше белка на калорию, или белок DV после 381 г яйца, что составляет 545 кал.[18] Соотношение незаменимых аминокислот (качество белка) не принимается во внимание, на самом деле нужно съедать более 3 кг брокколи в день, чтобы иметь здоровый белковый профиль, и почти 6 кг, чтобы получать достаточно калорий.[17] Взрослым людям рекомендуется получать от 10 до 35% от своих 2000 калорий в день в виде белка.[19]

Полные белки у животных, кроме человека

Ученым с начала 20 века было известно, что крысы не могут выжить на диете, единственным источником белка которой является зеин, который исходит из кукуруза (кукуруза), но поправлялись, если их кормили казеин из коровьего молока. Это привело Уильям Камминг Роуз к открытию незаменимой аминокислоты треонин.[20] Изменяя рацион грызунов, Роуз смогла показать, что крысам необходимы десять аминокислот: лизин, триптофан, гистидин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, метионин, валин, и аргинин, помимо треонина. Более поздняя работа Роуза показала, что восемь аминокислот необходимы взрослым людям, а гистидин также важен для младенцев. Долгосрочные исследования показали, что гистидин также необходим для взрослых людей.[21]

Взаимозаменяемость

Различие между незаменимыми и заменимыми аминокислотами несколько неясно, поскольку одни аминокислоты могут быть произведены из других. В сера -содержащие аминокислоты, метионин и гомоцистеин, могут быть преобразованы друг в друга, но ни один из них не может быть синтезирован de novo в людях. Точно так же цистеин может быть получен из гомоцистеина, но не может быть синтезирован сам по себе. Таким образом, для удобства серосодержащие аминокислоты иногда рассматриваются как единый пул питательно эквивалентных аминокислот, как и ароматный пара аминокислот, фенилаланин и тирозин. Точно так же аргинин, орнитин, и цитруллин, которые взаимно превращаются цикл мочевины, считаются единой группой.[нужна цитата ]

Последствия дефицита

Основная статья: Белково-энергетическая недостаточность

Если одной из незаменимых аминокислот меньше, чем необходимо для человека, использование других аминокислот будет затруднено, и, следовательно, синтез белка будет менее чем достаточным.[2] Было показано, что дефицит белка влияет на все органы тела и многие его системы, включая мозг и функции мозга младенцев и маленьких детей; иммунная система, что повышает риск заражения; кишка слизистая оболочка функция и проницаемость, что влияет на поглощение и уязвимость системное заболевание; и функция почек.[2] Физические признаки белковой недостаточности включают отек, нарушение нормального развития у младенцев и детей, слабую мускулатуру, тусклую кожу и тонкие и ломкие волосы. Биохимические изменения, отражающие дефицит белка, включают низкий сывороточный альбумин и низкий сывороточный трансферрин.[2]

Аминокислоты, незаменимые в рационе человека, были установлены в серии экспериментов под руководством Уильям Камминг Роуз. Эксперименты включали элементарные диеты для здоровых аспирантов мужского пола. Эти диеты состояли из кукурузный крахмал, сахароза, жир без белка, кукурузное масло, неорганические соли, известные витамины, большие коричневые «леденцы» из экстракта печени, приправленные масло перечной мяты (для получения любых неизвестных витаминов) и смеси высокоочищенных отдельных аминокислот. Основной показатель результата был азотный баланс. Роуз отметил, что симптомы нервозности, истощения и головокружения встречаются в большей или меньшей степени, когда люди лишены незаменимой аминокислоты.[22]

Незаменимые аминокислоты кислота дефицит следует отличать от белково-энергетическая недостаточность, который может проявляться как маразм или квашиоркор. Квашиоркор когда-то приписывали дефициту чистого белка у людей, которые потребляли достаточно калории («синдром сахарного ребенка»). Однако эта теория была поставлена ​​под сомнение из-за того, что нет никаких различий в диетах детей, которые развиваются. маразм в отличие от квашиоркора.[23] Тем не менее, например, в Рекомендуемая диета (DRI) поддерживается USDA, недостаток одной или нескольких незаменимых аминокислот описывается как белково-энергетическая недостаточность.[2]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Молодой В.Р. (1994). «Потребности взрослых в аминокислотах: аргументы в пользу серьезного пересмотра текущих рекомендаций» (PDF). J. Nutr. 124 (8 Прил.): 1517S – 1523S. Дои:10.1093 / jn / 124.suppl_8.1517S. PMID  8064412.
  2. ^ а б c d е ж г Рекомендуемая диета: основное руководство по потребностям в питательных веществах В архиве 5 июля 2014 г. Wayback Machine. Совет по питанию и питанию Института медицины. usda.gov
  3. ^ Fürst P, Stehle P (1 июня 2004 г.). «Какие основные элементы необходимы для определения потребности человека в аминокислотах?». Журнал питания. 134 (6 Прил.): 1558S – 1565S. Дои:10.1093 / jn / 134.6.1558S. PMID  15173430.
  4. ^ Ридс П.Дж. (1 июля 2000 г.). «Незаменимые и незаменимые аминокислоты для человека». J. Nutr. 130 (7): 1835С – 40С. Дои:10.1093 / jn / 130.7.1835S. PMID  10867060.
  5. ^ Ричард Каммак. "Информационный бюллетень 2009, Комитет по биохимической номенклатуре IUPAC и NC-IUBMB". Архивировано из оригинал 12 сентября 2017 г.. Получено 16 июля 2012.
  6. ^ а б ФАО / ВОЗ / УООН (2007 г.). «ТРЕБОВАНИЯ К БЕЛКАМ И АМИНОКИСЛОТАМ ПРИ ПИТАНИИ ЧЕЛОВЕКА» (PDF). ВОЗ Press., стр.150
  7. ^ Институт медицины (2002). «Белок и аминокислоты». Нормы потребления энергии, углеводов, клетчатки, жиров, жирных кислот, холестерина, белков и аминокислот с пищей. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. С. 589–768.
  8. ^ Имура К., Окада А. (1998). «Аминокислотный обмен в педиатрических больных». Питание. 14 (1): 143–8. Дои:10.1016 / S0899-9007 (97) 00230-X. PMID  9437700.
  9. ^ а б Макгилвери, Роберт В. Биохимия, функциональный подход 1979. Глава 41, особенно стр. 787
  10. ^ «Питание для всех: основы: белок». Центры по контролю и профилактике заболеваний. Получено 15 мая 2008.
  11. ^ http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19940015664_1994015664.pdf
  12. ^ Мариотти, Франсуа; Гарднер, Кристофер Д. (4 ноября 2019 г.). «Диетический белок и аминокислоты в вегетарианской диете - обзор». Питательные вещества. 11 (11): 2661. Дои:10.3390 / nu11112661. PMID  31690027.
  13. ^ Woolf, P.J .; Полный.; Басу, А. (2011). Хаслам, Найл Джеймс (ред.). «VProtein: определение оптимальных аминокислотных добавок из продуктов растительного происхождения». PLOS One. 6 (4): e18836. Bibcode:2011PLoSO ... 618836W. Дои:10.1371 / journal.pone.0018836. ЧВК  3081312. PMID  21526128.
  14. ^ а б Мелина, Весанто; Крейг, Уинстон; Левин, Сьюзен (1 декабря 2016 г.). «Позиция Академии питания и диетологии: вегетарианские диеты». Журнал Академии питания и диетологии. 116 (12): 1971. Дои:10.1016 / j.jand.2016.09.025. ISSN  2212-2672. PMID  27886704.
  15. ^ Незаменимые аминокислоты. phy-astr.gsu.edu: «ряд популярных этнических продуктов включает такую ​​комбинацию, так что в одном блюде можно надеяться получить десять незаменимых аминокислот. Мексиканская кукуруза и бобы, японский рис и соевые бобы и красный каджун бобы и рис являются примерами таких случайных комбинаций ».
  16. ^ Национальная база данных по питательным веществам SDA для стандартной справки (Выпуск 21-е изд.). Министерство сельского хозяйства США, Служба сельскохозяйственных исследований. 2008 г.
  17. ^ а б Вановский, Виталий. «Брокколи сырая: пищевая ценность и анализ». www.nutritionvalue.org. Получено 4 ноября 2019.
  18. ^ Вановский, Виталий. «Яйцо пашот, вареное, целое: пищевая ценность и анализ». www.nutritionvalue.org. Получено 4 ноября 2019.
  19. ^ "Web MD Protein: хватит ли вам?". webmd.com. 5 сентября 2014 г.. Получено 31 марта 2015.
  20. ^ Роуз WC, Хейнс WJ, Warner DT, Джонсон JE (1951). «Потребности человека в аминокислотах. II. Роль треонина и гистидина». Журнал биологической химии. 188 (1): 49–58. PMID  14814112.
  21. ^ Kopple JD, Swendseid ME (май 1975 г.). «Доказательства того, что гистидин является незаменимой аминокислотой для нормального и хронического уремического человека». J Clin Invest. 55 (5): 881–891. Дои:10.1172 / JCI108016. ЧВК  301830. PMID  1123426.
  22. ^ Роза, туалет; Haines, WJ; Уорнер, Д. Т. (1951). «Потребности человека в аминокислотах. III. Роль изолейцина; дополнительные данные о гистидине» (PDF). J Biol Chem. 193 (2): 605–612. PMID  14907749. Получено 15 декабря 2012.
  23. ^ Ахмед Т., Рахман С., Кравиото А. (2009). «Отечное недоедание». Индийский журнал медицинских исследований. 130 (5): 651–4. PMID  20090122.

внешние ссылки