Хоча фізіологічний вплив різних типів жирних кислот і вуглеводів відносно добре відомий, вплив складу білка на обмінні процеси вивчався менш широко. Але написання у збірнику Національної академії наук Боарі та співавт. 1 ми намагаємось подолати цю прогалину в наших знаннях. Аналогічно дієтичним вуглеводам, автори застосовують поняття «повільних» і «швидких» білків відповідно до швидкості, з якою білки перетравлюються, а амінокислоти всмоктуються з кишечника. І вони дійшли висновку, що повільні та швидкі білки по-різному модулюють запас білка у всьому тілі після їжі.

Буарі та ін. вивчав вплив двох молочних білків - казеїну та сироваткового білка - на обмін речовин у організмі після їжі. Вони поєднували пероральне та внутрішньовенне введення мічених та немічених білків, щоб обійти деякі технічні проблеми при вимірюванні кінетики амінокислот після їжі. Сироватковий білок вводили здоровим дорослим, і автори спостерігали високий, швидкий і тимчасовий пік рівня амінокислот у плазмі крові. Це було пов'язано зі значним збільшенням синтезу білка, але без зміни деградації білка. На відміну від цього, після прийому казеїну профіль амінокислот у плазмі крові був нижчим, повільнішим та тривалішим. Метаболічна реакція всього тіла полягала в незначному збільшенні синтезу білка, але значному пригніченні деградації білка. Відповідно до швидкості появи амінокислот у крові, автори класифікували сироватковий білок як швидкий білок, а казеїн як повільний білок.

Оборот білка - це тонко контрольований процес, при якому приріст або втрата білка в організмі пристосовується до біологічних потреб (рис. 1). Фізіологічні механізми, що контролюють гостру реакцію на прийом білка у людини, суперечливі. У кількох звітах 2, 3, 4 показано збільшення окислення амінокислот після їжі (особливо коли пацієнти отримують високий рівень споживання білка), але з непослідовними змінами в синтезі та деградації білка. Дослідження in vivo показали, що деградація пригнічується після прийому білка, але не показали, що синтез білка стимулюється суттєво на 2, 4, 5, 6 .

швидка

Ця модель показує, як баланс між катаболічним та анаболічним процесами розвиває гомеостатичний контроль на основі вільних амінокислот, змінюючи метаболічну систему на користь чистого синтезу або розпаду. Коли ефект анаболічного рушія перевищує катаболічний ефект, система переходить до синтезу білка, що призводить до зберігання білка. Розпад і, таким чином, втрата білків відбувається, коли катаболічні фактори переважають над анаболічною одиницею. Буарі та ін. 1 встановлено, що проковтування сироваткового білка швидко призводить до високого рівня амінокислот у плазмі крові та супутнього збільшення синтезу білка. Але казеїнова їжа призводить до повільнішого накопичення амінокислот у плазмі та лише незначного збільшення синтезу білка.

Повнорозмірне зображення

Як регулюється швидкість синтезу та деградації білка за допомогою цих так званих повільних і швидких білків? Буарі та ін. повільне підвищення рівня амінокислот у плазмі після прийому казеїну до ймовірної затримки спорожнення шлунка - це узгоджується з утворенням казеїнових згустків у шлунку. Навпаки, сироватковий білок швидко виводиться зі шлунку в дванадцятипалу кишку 7. Швидке надходження амінокислот після прийому сироваткового білка може бути аналогічним різкій стимуляції синтезу білка, що спостерігається, коли концентрація амінокислот у плазмі швидко підвищується шляхом внутрішньовенної інфузії 8. Відмінності в спорожненні шлунка між казеїном та сироватковим білком можуть також бути обумовлені опіоїдними пептидами, які виділяються з казеїну під час травлення. Вони уповільнюють моторику шлунково-кишкового тракту - тим самим уповільнюючи спорожнення шлунка - безпосередньо взаємодіючи з опіатними рецепторами в кишечнику 9 .

Інші механізми можуть пояснити різницю у пригніченні деградації білка між білком сироватки та казеїном. Наприклад, відомо, що інсулін інгібує протеоліз 2, 3, 4. Буарі та ін. виключіть цей механізм, оскільки концентрація інсуліну в плазмі крові після нуля, 40 та 300 хвилин не відрізнялася між двома прийомами їжі. Однак співвідношення інсулін-глюкагон може бути важливішим за абсолютні концентрації будь-яких 10. Казеїн і сироватковий білок - це білки, що отримуються з молока, але мають різні амінокислотні профілі. Хоча відсоток амінокислот, що стимулюють секрецію інсуліну, однаковий в обох білках, більша частка амінокислот з розгалуженими ланцюгами в сироватковому білку призводить до синергетичного ефекту з інсуліном на білковий обмін 10. Крім того, відсоток амінокислот, що стимулюють секрецію глюкагону, значно нижчий у сироватковому білку, ніж у казеїні. Таким чином, катаболічний ефект глюкагону - який врівноважує інсулін у гострому контролі білкового обміну - менший після вживання сироваткового білка. Тому різні амінокислотні суміші казеїну та сироваткового білка можуть викликати дискримінаційний стимул для синтезу та розщеплення білка через різницю в секреції інсуліну та глюкагону.

Потенціал посилення синтезу білка та гальмування деградації білка вибірково пропонує пацієнтам із розладами витрати різноманітні терапевтичні варіанти. Однією з цілей харчової підтримки для пацієнтів з сепсисом, великими опіками, синдромом набутого імунодефіциту, злоякісною пухлиною, травмою скелета або поліорганною недостатністю є мінімізація втрат білка в організмі. Якби прискорений чистий розпад білка в організмі міг сповільнитись або навіть змінити введенням конкретних білків, це було б дуже привабливим варіантом харчової підтримки у важкохворих пацієнтів. Крім того, концепція повільних і швидких білків може застосовуватися, коли високі концентрації амінокислот у плазмі згубні для пацієнта - наприклад, при нирковій недостатності або печінковій енцефалопатії. Іншим потенційним застосуванням є виготовлення молочних рецептів для немовлят з низькою вагою для досягнення максимальних темпів росту та ефективності харчування.

Кожна нова знахідка породжує питання. Наприклад, чому дієтичні білки повинні по-різному впливати на обмін білків? Чи є ця знахідка унікальною для сироваткових білків та казеїну, чи її можна застосувати до інших дієтичних білків? Чи існують суттєві відмінності між білками тваринного та рослинного походження? На якому місці зберігається білок після їжі? Чи відрізняється вплив на білковий обмін у бідних людей та людей із ожирінням? Але, мабуть, першим кроком є ​​визначення того, наскільки вплив всмоктування амінокислот на метаболізм білка відтворюваний, коли білки вводяться за різних фізіологічних обставин - як частина типового змішаного прийому їжі.

Коментарі

Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватися наших Загальних положень та умов та Правил спільноти. Якщо ви вважаєте, що це образливий вчинок, який не відповідає нашим умовам чи інструкціям, повідомте про це як про недоречний.