"Протеин" като име произлиза от гръцката дума "proteios", което означава от първи ранг или позиция и е от първостепенно значение. Думата първоначално е измислена през 1838 г. и е избрана да представя основния характер на ролята на протеина в човешкото хранене. Хранителното значение на протеина обаче се дължи и на съставните му аминокиселини. 20-а-аминокиселините, които са част от телесния протеин на бозайници, са класифицирани въз основа на тяхното хранително значение на незаменими (основни) аминокиселини, условно незаменими (основни) аминокиселини и незаменими (несъществени) аминокиселини. По този начин както количеството на протеините, така и качеството са важни, за да се осигури осигуряването на всички аминокиселини в правилния баланс, за да се поддържат нормалните телесни функции.

диетействен

Изискване към протеини

Диетичният протеин е основен компонент на здравословното хранене, за да поддържа както растежа, така и поддържането по време на етапите на развитие, както и самото поддържане през всички други етапи на живота. 2 Следователно, настоящата дефиниция на протеиновите нужди е: „... най-ниското ниво на хранителен прием на протеини, което ще балансира загубите на азот от тялото и по този начин ще поддържа телесната протеинова маса при хора в енергиен баланс със скромни нива на физическа активност, плюс, при деца или при бременни или кърмещи жени, нуждите, свързани с отлагането на тъканите или отделянето на мляко със скорост, съобразена с доброто здраве. " 3

Препоръките за прием на протеини за северноамериканците се предоставят чрез диетични референтни количества (DRI) като приблизителни средни изисквания (EARs) и препоръчителни хранителни добавки (RDA). 2 EAR е средното дневно количество прием на хранителни вещества, за което се изчислява, че отговаря на изискванията на половината здрави индивиди в определен етап от живота и полова група. RDA е приблизителна оценка на минималното среднодневно количество на хранителен прием, което отговаря на нуждите от хранителни вещества на почти всички (97-98%) здрави индивиди в определен етап от живота и полова група. 2 Оценките на DRI са минимално изискване и не представляват „таван“ или максимална препоръка. В допълнение, RDA за протеини се основават на преки доказателства само за млади възрастни. 2 За всички други етапи от живота стойностите се основават на факториални (математически) изчисления от оценки на младите възрастни.

Настоящи препоръки за прием на протеин

Препоръките за млади възрастни са определени на 0.66 g/kg/d и 0.8 g/kg/d като EAR и RDA, съответно (маса 1). Тези стойности се основават на цялостен мета-анализ на проучвания за наличен азотен баланс, проведен от Rand et al. 4 Методът за азотен баланс е традиционният метод за определяне на нуждите от протеин. Азотният баланс идентифицира нуждата от протеини при здрави възрастни като „непрекъснат прием на диетичен протеин, който е достатъчен за постигане на равновесие на азота в тялото (нулев баланс) при първоначално здрав човек с приемлив състав на тялото при енергиен баланс и при условия на умерена физическа активност и като определя се след кратък период на приспособяване към промяна в приема на тестов протеин. " 4

Ранд и колеги признаха, че има няколко недостатъка на метода на азотния баланс. Недостатъците на този метод са разгледани подробно. 2,3 Накратко, методът на баланса измерва много малка разлика в приема и азота в цялото тяло и има тенденция да надценява приема на азот и да подценява екскрецията на азот. Нетният резултат е откровено положителен баланс, който може да доведе до подценяване на изискването. 5

Позитивните баланси се наблюдават в повечето проучвания за възрастни, въпреки че е биологично невъзможно такива баланси да бъдат поддържани. Изследванията на баланса също изискват относително дълги периоди на адаптиране на тестовата диета (7-10 дни), тъй като уравновесяването на големия (и бавно променящ се) карбамиден басейн изисква поне 5-7 дни след промяна в приема на тестови протеини. Инвазивният характер на метода на азотния баланс прави неетично изучаването на повечето други уязвими етапи от живота. Необходима е явно по-добра неинвазивна методология, която да позволява директно определяне на данни за определяне на нуждите от човешки протеин.

Изисквания към човешкия протеин, определени по нов метод

Методът за индикаторно аминокиселинно окисление (IAAO) е минимално инвазивна техника, която използва стабилни изотопи за определяне на нуждите от аминокиселини; 5,6, което го прави привлекателна алтернатива за по-добра оценка на нуждите от протеини и незаменими аминокиселини в различни популации. 7 Методът се основава на физиологичния принцип, че излишните аминокиселини не могат да се съхраняват; и следователно трябва да бъде разделен между включването в протеина или окисляването. По този начин, когато една незаменима аминокиселина е дефицитна за протеинов синтез, всички други аминокиселини, включително индикаторна аминокиселина (друга незаменима аминокиселина, обикновено L-1- 13 С-фенилаланин) са в излишък и следователно ще бъдат окислени (Фиг. 1). 7

С увеличаване на приема на ограничаващата аминокиселина, окислението на индикаторната аминокиселина ще намалее поради увеличаващото се включване в протеина (Фиг. 1). След като се изпълни изискването за ограничаващата аминокиселина/протеин, няма да има допълнителни промени в окисляването на индикаторната аминокиселина с увеличаване на приема на тестваната аминокиселина. Точката на огъване, където окисляването на индикаторната аминокиселина спира да намалява и достига плато, се нарича „точка на прекъсване“ (Фиг. 1). Точката на прекъсване, идентифицирана с използването на двуфазен анализ на линейна регресия, показва EAR на ограничаващата (тестовата) аминокиселина/протеин. 5,7 Този метод е подходящ за изучаване на нуждите от протеини през целия жизнен цикъл и в рискови популации, тъй като IAAO изисква само орално осигуряване на изотоп, събиране на проби от дишане и адаптация на един ден на изследване. 5

Използвайки описания по-горе метод IAAO, ние определихме нуждите от протеини през целия жизнен цикъл (маса 1), като се започне с млади възрастни мъже, 8 6-10 годишни деца, 9 бременни жени по време на ранен (

16 седмица) бременност и късно (

36 гестационна седмица), 10 възрастни жени (> 65 години) 11 и мъже (> 65 години), 12 и при октогенари (80+ годишни) жени. 13 Нашите оценки са с 30–70% по-високи от настоящите препоръки. Докато на база телесно тегло (g/kg), определените от IAAO изисквания са по-високи, когато се изразяват като процент от енергията, оценките на IAAO варират от 10–20% през различните етапи от живота, като по този начин са добре съобразени с приемливото разпределение на макроелементите диапазон (AMDR) за енергия от протеин. И обратно, настоящите DRI за всички етапи на живота изискват прием на протеини само от 7-10% от енергията и следователно не са практични.

Соя: висококачествен протеин

Отвъд количеството протеин, видът протеин е важно съображение и в момента се обсъжда широко от Организацията за прехрана и земеделие (FAO). 14,15,16 Качеството на протеините се определя като способността на хранителните източници да доставят отделни аминокиселини в достатъчно количество на тялото. Като цяло животинските източници се считат за по-качествени, тъй като съдържат всички незаменими аминокиселини при по-високи концентрации на база mg/g протеин.

Соята и други растителни източници, като бобови и варива, се считат за качествени протеинови източници. Но като цяло растителните протеини са с ниско съдържание на една или повече незаменими аминокиселини; например зърнените култури са с ниско съдържание на лизин, а бобовите култури/бобовите растения са с ниско съдържание на метионин. Освен това растителните протеинови източници също са засегнати от методите на готвене и обработка и от наличието на анти-хранителни фактори. 17

Въпреки това растителната диета, 18 основана предимно на варива/бобови култури, 19 се насърчава като устойчив избор на диета от FAO 20 и Института по медицина (IOM). 21 Устойчивите диети имат ниско въздействие върху околната среда и допринасят за сигурността на храните и храненето и здравословния живот за настоящите и бъдещите поколения. За да предоставим диетични насоки, които включват растителни препоръки за устойчивост на околната среда, 22 се нуждаем от по-добро разбиране на ролята на отделните храни за подпомагане на синтеза на протеини in vivo - особено на растителните хранителни източници на протеини. Към тази цел започнахме неотдавнашни проучвания, използващи нашия нов метод IAAO, за да тестваме качеството на протеините в хранителните източници. 22.

Качеството на протеините in vivo се определя главно от два фактора - смилаемостта, последвана от бионаличността на аминокиселини за протеинов синтез. Установихме, че метионинът е

87% и 72% бионаличност съответно от казеин и соев протеинов изолат. 23 Също така докладвахме, че лизинът от варен бял ориз е силно бионаличен (97%); 24 обаче сухата топлина (зачервяване на ориза) намалява бионаличността на лизин до 70%. Наскоро показахме при възрастни мъже, че бионаличността на триптофан от варено царевично брашно е 80%, въпреки че бионаличността на лизин от царевица е 71%. 25

Ключов момент е, че методът IAAO измерва както смилаемостта, така и бионаличността на аминокиселините, тъй като се основава на крайна мярка за окисляване на въглерода и следователно отчита всички загуби на хранителни аминокиселини по време на храносмилането, усвояването и клетъчния метаболизъм. Нашите резултати имат потенциал да бъдат приложени при проектирането на растителна диета за уязвими популации, като малки деца, за да отговорят на индивидуални ограничаващи незаменими аминокиселини.

Заключение

Протеиновото хранене играе критично важна роля за цялостното здраве. Ето защо е важно да се гарантира, че препоръките за прием на протеинови храни отговарят на изискванията на човека. Настоящите препоръки за протеини обаче може да не са достатъчни, за да отговорят на изискванията in vivo--

особено в различни етапи от живота. От друга страна, богатите на протеини животински източници са екологично взискателни за производство, а растителните протеини като соята се считат за устойчиви. За да сте сигурни, че всички аминокиселини са осигурени, за да отговорят на нуждите на тялото, консумирайте разнообразни растителни източници на протеин всеки ден.

Таблица 1. Изисквания към протеини, определени при хората срещу препоръки през целия жизнен цикъл