Въпреки че физиологичните ефекти на различните видове мастни киселини и въглехидрати са относително добре известни, ефектите на протеиновия състав върху метаболитните процеси са изследвани по-малко подробно. Но писане в колекция на Националната академия на науките от Boirie et al. 1 ние се опитваме да запълним тази празнина в нашите знания. Аналогично на диетичните въглехидрати, авторите прилагат концепцията за „бавни“ и „бързи“ протеини според скоростта, с която протеините се усвояват и аминокиселините се абсорбират от червата. И стигнаха до заключението, че бавните и бързи протеини диференцирано модулират съхранението на протеини в цялото тяло след хранене.

Boirie et al. изследва ефекта на два млечни протеина - казеин и суроватъчен протеин - върху метаболизма след хранене в цялото тяло. Те комбинираха орално и интравенозно приложение на белязани и немаркирани протеини, за да заобиколят някои от техническите проблеми при измерването на кинетиката на постпрандиалната аминокиселина. Суроватъчният протеин се прилага на здрави възрастни и авторите наблюдават висок, бърз и преходен пик в плазмените нива на аминокиселини. Това е свързано със значително увеличаване на протеиновия синтез, но без промяна в разграждането на протеина. За разлика от това, след хранене с казеин, плазменият профил на аминокиселините е по-нисък, по-бавен и продължителен. Метаболитният отговор на цялото тяло се състои от леко увеличаване на протеиновия синтез, но значително инхибиране на разграждането на протеина. Според скоростта, с която аминокиселините се появяват в кръвта, авторите класифицират суроватъчния протеин като бърз протеин, а казеинът като бавен протеин.

Оборотът на протеини е фино контролиран процес, при който печалбата или загубата на телесни протеини се приспособява към биологичните нужди (фиг. 1). Физиологичните механизми, които контролират острия отговор на поглъщането на протеин при хора, са противоречиви. Няколко доклада 2, 3, 4 показват увеличение на окисляването на аминокиселини след хранене (особено когато пациентите имат висок прием на протеин), но с непостоянни промени в синтеза и разграждането на протеините. Проучванията in vivo показват, че разграждането се инхибира след поглъщане на протеин, но не показват, че протеиновият синтез се стимулира по същество от 2, 4, 5, 6 .

бърза

Този модел показва как балансът между катаболните и анаболните процеси развива хомеостатичен контрол, базиран на свободни аминокиселини, обръщайки метаболитната система в полза на чист синтез или разпад. Когато ефектът от анаболното шофиране надвишава катаболните ефекти, системата преминава към синтез на протеини, което води до съхранение на протеини. Разграждането и по този начин загубата на протеини се случва, когато катаболните фактори преобладават над анаболната единица. Boirie et al. 1 установи, че поглъщането на суроватъчен протеин бързо води до високи нива на аминокиселини в плазмата и едновременно увеличаване на протеиновия синтез. Но казеиновото хранене води до по-бавно натрупване на аминокиселини в плазмата и само до леко увеличаване на протеиновия синтез.

Изображение в пълен размер

Как се регулират скоростта на протеинов синтез и разграждане от тези така наречени бавни и бързи протеини? Boirie et al. бавно повишаване на плазмените нива на аминокиселини след хранене с казеин до вероятно забавяне на изпразването на стомаха - това е в съответствие с образуването на казеинови съсиреци в стомаха. За разлика от това, суроватъчният протеин бързо се изпразва от стомаха в дванадесетопръстника 7. Бързото доставяне на аминокиселини след поглъщане на суроватъчен протеин може да бъде аналогично на драматичното стимулиране на протеиновия синтез, наблюдавано, когато плазмените концентрации на аминокиселини бързо се повишават чрез интравенозна инфузия 8. Разликите в изпразването на стомаха между казеина и суроватъчния протеин могат да се дължат и на опиоидни пептиди, които се отделят от казеина по време на храносмилането. Те забавят стомашно-чревната подвижност - като по този начин забавят изпразването на стомаха - като взаимодействат директно с опиатни рецептори в червата 9 .

Други механизми могат да обяснят разликите в инхибирането на разграждането на протеина между суроватъчния протеин и казеина. Например, известно е, че инсулинът инхибира протеолизата 2, 3, 4. Boirie et al. изключете този механизъм, тъй като плазмените концентрации на инсулин след нула, 40 и 300 минути не се различават между двете хранения. Съотношението инсулин-глюкагон обаче може да е по-важно от абсолютните концентрации на двете. Казеинът и суроватъчният протеин са протеини, получени от млякото, но имат различни аминокиселинни профили. Въпреки че процентът на аминокиселините, които стимулират секрецията на инсулин, е еднакъв и при двата протеина, по-високият дял на аминокиселините с разклонена верига в суроватъчния протеин води до синергичен ефект с инсулина върху протеиновия метаболизъм 10. Освен това процентът на аминокиселини, които стимулират секрецията на глюкагон, е значително по-нисък в суроватъчния протеин, отколкото в казеина. По този начин катаболитният ефект на глюкагона - който балансира инсулина при острия контрол на белтъчния оборот - е по-малък след ядене на суроватъчен протеин. Следователно, различни аминокиселинни смеси от казеин и суроватъчен протеин могат да предизвикат дискриминационен стимул за синтез и разграждане на протеини поради разликите в секрецията на инсулин и глюкагон.

Потенциалът за увеличаване на протеиновия синтез и инхибиране на протеиновото разграждане избирателно предлага на пациентите с разхищаване различни терапевтични възможности. Една от целите на хранителната подкрепа за пациенти със сепсис, обширни изгаряния, синдром на придобита имунна недостатъчност, злокачествено заболяване, скелетна травма или полиорганна недостатъчност е да се сведе до минимум загубата на телесни протеини. Ако ускореното нетно разграждане на телесните протеини може да се забави или дори да се обърне чрез прилагането на специфични протеини, това би било много привлекателна възможност за хранителна подкрепа при критично болен пациент. В допълнение, концепцията за бавни и бързи протеини може да се приложи, когато високите плазмени концентрации на аминокиселини са вредни за пациента - например при бъбречна недостатъчност или чернодробна енцефалопатия. Друго потенциално приложение е производството на млечни рецепти за кърмачета с ниско тегло, за да се постигне максимален темп на растеж и ефективност на храната.

Всяко ново откритие създава въпроси. Например, защо диетичните протеини трябва да имат различен ефект върху белтъчния оборот? Уникална ли е тази находка за суроватъчните протеини и казеина, или може да се приложи към други хранителни протеини? Има ли съществени разлики между протеините от животински и растителен произход? Какъв е сайтът за съхранение на протеини след хранене? Различава ли се ефектът върху метаболизма на протеините между бедните и затлъстелите хора? Но може би първата стъпка е да се определи степента, до която ефектът на абсорбция на аминокиселини върху метаболизма на протеините е възпроизводим, когато протеините се прилагат при множество физиологични обстоятелства - като част от типично смесено хранене.

Коментари

Изпращайки коментар, вие се съгласявате да спазвате нашите Общи условия и насоки на общността. Ако смятате, че това е обидно действие, което не отговаря на нашите условия или насоки, моля, сигнализирайте за неподходящо.