Резюме

Заден план

Оценката на качеството на протеините има за цел да определи способността на хранителните източници и диети да отговарят на изискванията за протеини и незаменими аминокиселини (IAA). Това проучване определя дали азотният баланс е бил повлиян и дали хранителните IAA са получени адекватно от консумацията на диети ad libitum при три нива на протеин от различни първични източници за 12 дни.

протеин

Методи

Проведени са две 12-дневни рандомизирани проучвания за кръстосано проектиране при здрави индивиди [н = 70/67 (M/F); възраст: 19-70 y; ИТМ: 18,2-38,7 kg/m 2]. Относителното съдържание на протеини в храната е по-ниско от [5% от енергията (En%)], подобно на (15En%) и по-високо от (30En%) обичайните диети. Тези диети са имали ограничено разнообразие от протеинови източници, съдържащи пшеничен протеин като единичен протеинов източник (5En% -протеинова диета) или 5En% от пшеничен протеин с 10En% (15En% -протеинови диети) или 25En% (30En% -протеинови диети) ), добавен от суроватка с α-лакталбумин, соев или телешки протеин.

Резултати

Налице е дозозависимо увеличение на екскрецията на азот с увеличаване на съдържанието на протеини в храната, независимо от източниците на протеин (P = 0,001). Азотният баланс се поддържа при 5En% -белтъчна диета и е положителен при 15En% - и 30En% -белтъчна диета (P

Заден план

Поради голяма междуиндивидуална вариабилност, дори по време на енергийния баланс и след метаболитна адаптация, изследванията на азотния баланс не са достатъчно точни, за да се определи дали приемът на диетичен протеин отговаря на изискванията на IAA [1, 3, 7]. В контекста на протеиновите диети, смилаемият IAA резултат (DIAAS) дава възможност за определяне дали приемът на диетичен протеин е достатъчен за метаболитните нужди на отделния IAA. DIAAS позволява дефинирането на качеството на протеина чрез определяне на степента, до която хранителните IAA се предоставят пропорционално на изискванията [1].

Методи

Резултати от проучване върху суроватъчен протеин с α-лакталбумин (н = 39) и соев протеин (н = 40) в университета в Маастрихт [9] и двуцентрово проучване върху говежди протеин (н = 58) в Маастрихтския университет и в университета Пърдю [10] са комбинирани за анализ. Тези проучвания са проведени в съответствие с насоките, залегнали в Декларацията от Хелзинки и всички процедури, включващи хора, са одобрени от Медицинските етични комитети на университета в Маастрихт и университета Пърдю. Писмено информирано съгласие беше получено от всички субекти. Проучването върху суроватка с α-лакталбумин и соев протеин е регистрирано като NCT01320189, а това върху говежди протеин като NCT01646749 на клиничен триал.гов. Данните за енергийния и протеиновия прием на отделните проучвания са публикувани преди това [9, 10]. Настоящото проучване обхваща анализите на азотните баланси и на DIAAS.

Учебни предмети

Набрани са сто осемдесет и шест субекта, от които 28 отпадат поради липса на време. Четирима субекти бяха изключени от анализа на данните поради несъответствие, както се вижда от екскрецията на азот в урината. Като цяло 137 лица (70 мъже и 67 жени) са включени в окончателния анализ на данните. ИТМ варира от 18,2-38,7 kg/m 2 и възраст от 19 до 70 y [9, 10]. Субектите бяха подложени на скрининг, който включваше антропометрични измервания и попълване на въпросници, извличащи информация за здравето, поведението на тютюнопушенето, употребата на лекарства, консумацията на алкохол, физическата активност, хранителното поведение и харесването на учебните ястия. Субектите са били непушачи, не са използвали повече от умерени количества алкохол (> 10 напитки/седмица), са били стабилни в теглото (промяна в телесното тегло DIAAS% = 100 × [(mg от смилаемата хранителна IAA в 1 g от диетичния протеин/(mg от същия хранителен IAA в 1 g от референтния протеин)]

DIAAS на протеин отразява наличието на най-ограничаващата IAA спрямо минималното изискване. Най-ниският DIAAS показва, че съответният IAA е най-ограничителният IAA на протеина и този резултат се използва като DIAAS за този протеин. Минималните оценки на IAA за референтен протеин бяха изчислени с минимална стойност на нуждите от протеин от 0,66 g.kg телесно тегло (BW) .d -1 [1] (Допълнителен файл 3). В нашето проучване беше изчислен минималният DIAAS за всеки IAA в рамките на различните протеинови диети (Таблица 1). По този начин най-ниският резултат представлява DIAAS за съответната протеинова диета.

За да се оцени дали субектите отговарят на техните минимални изисквания за IAA чрез консумиране на различните протеинови диети, приемът на протеин, за да отговори на тези изисквания, е изчислен за диета (Таблица 2).

Статистически анализ

SPSS версия 20 за Macintosh OS X (SPSS Inc.) е използвана за извършване на статистически анализи. Разликите в характеристиките на субекта между протеиновите групи бяха оценени с помощта на Factorial ANOVA. Факториални ANOVAs с многократни мерки бяха приложени за тестване дали азотната екскреция и азотният баланс се променят в отговор на диетичните интервенции в протеиновите групи. Разликите бяха оценени като статистически значими, ако P

Резултати

Характеристики на предмета

Субектните характеристики са обобщени по белтъчна група в Таблица 3. Характеристиките на субекта не се различават между белтъчните групи.

Биомаркер за прием на протеини и азотен баланс

Налице е дозозависимо увеличение на екскрецията на азот с увеличаване на съдържанието на протеини в храната, независимо от източниците на протеин (P = 0,001, Таблица 4). При всяко състояние не се наблюдава значителна разлика между събирането на урина на 5-ия и 11-ия ден, което показва стабилен прием на протеин в рамките на условията през 12-дневните тестови периоди [9, 10]. Азотният баланс не се различава значително от нула при 5En% -протеиновата диета и е положителен при 15En% - и 30En% -протеиновата диета (P = 0,001, Таблица 4). Разликите в отделянето на азот и баланса между протеиновите диети не се влияят от източниците на протеин или от възрастта.

Прием на протеини и DIAAS

DIAAS за минимален прием на IAA са показани за диетата с 5En% -белтъчини и за диетите с 15En% и 30En% -протеини, съдържащи отделно суроватка с α-лакталбумин, соев или телешки протеин (Допълнителен файл 3). Измереният прием на протеин от диетата с 5En% пшенични протеини е по-нисък от приема, необходим за постигане на изчислените минимални изисквания за IAA (Таблица 2). Измереният прием на протеини от 15En% - и 30En% -протеинови диети беше достатъчен, за да отговори на минималните изисквания на IAA, независимо от източника на протеин. Възрастта не е оказала влияние върху разликите в приема на протеин между условията.

В съответствие с предишни данни за аминокиселинен състав, протеинът от пшенично брашно е с дефицит на лизин и има по-ниско общо съдържание на IAA от суроватката с α-лакталбумин, соев и говежди протеин (Допълнителен файл 1). Характерно за суроватъчния и а-лакталбуминов протеин е относително голямото количество левцин и лизин. Соевият протеин е с по-ниско съдържание на сярна аминокиселина (SAA) цистеин и метионин. Диетите с 15En% - и 30En% -соеви протеини са имали относително по-ниско съдържание на IAA в сравнение с диети със сравними нива на протеин от суроватка с източници на α-лакталбумин или говеждо месо (Допълнителен файл 2).

За 5En% -протеиновата диета, най-ниският минимален DIAAS е получен за лизин. Валинът и хистидинът са най-ограничаващите IAA от 15En% - и 30En% -протеинови диети, съдържащи суроватка с α-лакталбуминов протеин (Таблица 1). За 15 En% - и 30En% -протеинови диети, съдържащи соя, най-ограничаващите IAA са съответно лизин и валин. Минималните DIAAS за диетите, съдържащи 15En% и 30En% от говежди протеин, се приписват на валин. DIAAS за минимален прием на IAA са по-високи при 15En% - и 30En% -протеинови диети в сравнение с 5En% -протеиновата диета. Всички тествани добавени източници на протеин са относително висококачествени протеинови източници, но DIAAS за минимален прием на IAA надвишава само 100% за суроватката с диети, съдържащи α-лакталбумин и говеждо месо. В условията на 15En% - и 30En% -протеин е необходим по-висок прием на протеини от диетите, съдържащи соя, отколкото от суроватката с диети, съдържащи α-лакталбумин или говеждо, за да се отговори на минималните изисквания на IAA.

Дискусия

Това проучване определя дали азотният баланс е бил повлиян и дали хранителните IAA са получени адекватно от консумацията на диети ad libitum при три нива на протеин от различни първични източници за 12 дни. Успешното прилагане на диетичната протеинова интервенция при всяко състояние и в двете проучвания се потвърждава от концентрациите на азот в урината. Налице е дозозависимо увеличение на екскрецията на азот с увеличаване на съдържанието на протеини в храната, независимо от протеиновите източници. Въпреки приема на протеини, когато 5En% -протеиновата диета е под минималното изискване за протеин от 0,66 g.kgBW.d -1 [1], беше достатъчно да се поддържа азотен баланс в продължение на 12 дни. Азотният баланс беше положителен при 15En% - и 30En% -протеинови диети, независимо от диетичния протеинов състав. Приемът на протеини от 5En% -протеиновата диета обаче не достига необходимото количество, за да отговори на изчислените минимални изисквания за IAA, но IAA са получени в достатъчна степен от 15En% - и 30En% -протеинови диети. В условията на 15En% - и 30En% -протеин е необходим по-висок прием на протеини от диетите, съдържащи соя, отколкото от суроватката с диети, съдържащи α-лакталбумин или говеждо, за да се отговори на минималните изисквания на IAA.

Изчислените DIAAS за 5En% -протеиновата диета бяха доста под 100%, което потвърждава, че пшеницата е нискокачествен протеин. Особено при тази ниска протеинова плътност, приемът на лизин е недостатъчен за задоволяване на минималните изисквания за IAA. Приемът на протеин трябва да надвишава 0,66 g.kgBW.d -1, за да достигне минималния прием на IAA. Следователно, измереният прием от пшеничен протеин е 0,39 g.kgBW.d -1 с 5En% -протеинова диета, означава, че не са спазени минималните изисквания за IAA. Приемът на протеин не е спонтанно коригиран, за да достигне изчисленото оптимално ниво на прием на IAA. За да се постигне изчисленото минимално ниво на DIAAS, субектите трябва да консумират

Повишаването на относителното диетично съдържание на протеини в суроватката с а-лакталбумин, соев или телешки протеин доведе до подобрено протеиново качество на диетите. Въпреки това, по-високите DIAAS на суроватката с диети с α-лакталбумин и говеждо месо не повлияват по различен начин общия дневен прием на протеини в сравнение с по-ниските DIAAS на соевите диети. Минимални изисквания за IAA бяха постигнати с прием ad libitum на всяка 15En% и 30En% -белтъчна диета. Необходим е обаче по-висок прием на протеини от диетите, съдържащи соя, отколкото от суроватката с диети, съдържащи α-лакталбумин или говеждо месо, за да се отговори на минималните изисквания на IAA. Това съответства на препоръките за вегетарианците да консумират повече протеини или да включват в диетата комбинация от различни източници на растителен протеин. Освен това, по-голямо количество протеин от суроватка с а-лакталбумин или говеждо месо беше на разположение, за да изпълнява роли извън задължителната роля на поддръжка. Тъй като субектите в това проучване са здрави, една от тези роли може да бъде стимулирането на синтеза на мускулен протеин. Относително високото количество левцин в суроватката с а-лакталбуминов протеин може да бъде от полза за стимулиране на синтеза на мускулен протеин [46].

DIAAS може да се прилага на практика за изследване на качеството на протеините на хранителните продукти или смесените диети. Трябва обаче да се подчертае, че изчисленията на DIAAS разчитат на някои предположения. Първо, използването на коефициенти на смилаемост въз основа на данни за животни е неизбежно, когато няма данни за хора. Второ, изчисленият прием на протеин, необходим за постигане на минимални изисквания на IAA, се основава на предположенията за дневна минимална нужда от протеин. Тази стойност може да варира в зависимост от диетичния протеинов състав и трябва да се коригира според специфичните за темата нужди от протеини. Факторите, влияещи върху метаболизма на протеините и аминокиселините, които впоследствие засягат изискванията за протеини и IAA, трябва да бъдат допълнително изяснени. По-дългосрочните интервенционни проучвания с измервания на кръвни концентрации на аминокиселини и други ключови фактори за регулиране на апетита, обмен на протеини в цялото тяло и синтез на мускулни протеини биха осигурили по-голяма представа за промените в метаболизма на протеините и аминокиселините в отговор на приема на протеини в храната. Освен това остава да бъдат проучени възможните IAA сензорни пътища, участващи в регулирането на енергийния и протеиновия метаболизъм при хората.

Заключение

За да обобщим, азотният баланс се поддържа при 5En% -белтъчна диета и е положителен при 15En% - и 30En% -протеинова диета в продължение на 12 дни. Въпреки това, приемът на протеини от 5En% -белтъчната диета не достига необходимото количество, за да отговори на изчислените минимални изисквания за IAA, но IAA са получени в достатъчна степен от 15En% - и 30En% -протеинови диети. В условията на 15En% - и 30En% -протеин е необходим по-висок прием на протеини от диетите, съдържащи соя, отколкото от суроватката с диети, съдържащи α-лакталбумин или говеждо, за да се отговори на минималните изисквания на IAA. В заключение, приемът на протеини не компенсира недостатъчния незаменим прием на аминокиселини с диета с ниско съдържание на протеини в продължение на 12 дни.