Незаменимые аминокислоты — понятие и виды

Незаменимая аминокислота  представляет собой аминокислота которые не могут быть синтезированы De Novo (с нуля) в организме, и таким образом должны быть поставлены в его рационе. Девять аминокислот, которые люди не могут синтезировать, представляют собой фенилаланин валин треонин триптофан метионин лейцин изолейцин лизин и гистидин (т.е. FVTWMLIKH).

Шесть других аминокислот считаются условно существенными в рационе человека, то есть их синтез может быть ограничен в особых патофизиологических условиях, таких как не доношенность у младенца или лиц с тяжелым катаболическим расстройством. Эти шесть представляют собой аргинин цистеин глицин глутамин пролин и тирозин (т.е. RCGQPY). Пять аминокислот распределяются у людей, то есть они могут быть синтезированы в достаточном количестве в организме. Эти пять представляют собой аланин аспарагиновую кислоту аспарагин глутаминовую кислотуи серин (т.е. ADNES).

содержание
1 Существенность у людей
2 Рекомендуемое суточное потребление
2.1. Относительный аминокислотный состав источников белка
2.2. Белок на калорию
3 Полный белок у животных, не относящихся к человеку
4 Взаимозаменяемость
5 Последствия дефицита

Существенность в людях 

существенный Условно существенно

Несущественный
Гистидин (H) Аргинин (R) Аланин (А)
Изолейцин (I) Цистеин (C) Аспарагиновая кислота (D)
Лейцин (L) Глютамин (Q) Аспарагин (N)
Лизин (K) Глицин (G) Глутаминовая кислота (E)
Метионин (М) Proline (P) Серин (S)
Фенилаланин (F) Тирозин (Y) Селеноцистеин (U)
Треонин (Т) Пирролизин (O)
Триптофан (W) Валин (V) Пирролизин который иногда считается «22-й аминокислотой», не используется людьми.

Эукариоты могут синтезировать некоторые аминокислоты из других субстратов. Следовательно, только подмножество аминокислот, используемых в синтезе белка, является важными питательными веществами Рекомендуемый ежедневный прием
Основная статья: Белки (питательные вещества)
Оценка ежедневных потребностей в незаменимых аминокислотах оказалась сложной; за последние 20 лет эти цифры претерпели значительные изменения. В следующей таблице перечислены рекомендуемые ВОЗ и Соединенные Штаты суточные количества, используемые в настоящее время для незаменимых аминокислот у взрослых людей а также их стандартные однобуквенные сокращения.

Аминокислоты) WHO мг на кг массы тела WHO мг на 70 кг Масса США на кг массы тела
H- гистидин 10 700 14
I Isoleucine 20 1400 19
L Leucine 39 2730 42
K Lysine 30 2100 38
М метионин C Цистеин

10,4 4,1 (всего 15) 1050 всего 19 всего
F Фенилаланин Y Тирозин

25 (всего) 1750 всего 33 всего
T Треонин 15 1050 20
W Tryptophan 4 280 5
V Valine 26 1820 24
Рекомендуемый ежедневный прием для детей в возрасте от трех лет и старше на 10-20% выше, чем для взрослых, а для младенцев на 150% выше на первый год жизни. Цистеин (или серосодержащие аминокислоты), тирозин (или ароматические аминокислоты) и аргинин всегда необходимы младенцам и растущим детям.

Относительный аминокислотный состав источников белка 

 Качество белка 

Были предприняты различные попытки выразить «качество» или «ценность» различных видов белка. Меры включают биологическую ценность чистое использование белка коэффициент эффективности белка белок счет переваримости скорректированной аминокислоты и полную концепцию белков Эти концепции важны в животноводческой отрасли, поскольку относительное отсутствие одной или нескольких незаменимых аминокислот в кормах для животных будет иметь ограниченное влияние на рост и, следовательно, на коэффициент конверсии корма Таким образом, различные корма могут подаваться в комбинации для увеличения использования чистого белка, или добавление отдельной аминокислоты (метионина, лизина, треонина или триптофана) можно добавлять в корм.

Хотя растения, как правило, имеют меньше белка на вес, чем животные источники, такие как яйца или молоко, они тем не менее «полны», поскольку в целом они содержат все аминокислоты, необходимые для питания человека. То же самое верно для водорослей и морского фитопланктона Употребление различных растительных продуктов в комбинации может обеспечить белок с более высокой биологической ценностью.

Некоторые местные комбинации продуктов, таких как кукуруза и бобы, соевые бобы и рис, или красная фасоль и рис, содержат необходимые аминокислоты, необходимые для человека в достаточных количествах.

Белка на калорию 

Можно показать, что общие источники растительного происхождения содержат достаточный белок, часто больше белка на калорию, чем стандартная ссылка, цельное сырое яйцо, в то время как другие растительные источники, особенно фрукты, содержат меньше. Например, в то время как 100 г сырой брокколи содержит только 28 кал и 3 г белка, она содержит более 100 мг белка на кал. Яйцо содержит в пять раз больше калорий (143 кал), но только в четыре раза больше белка, примерно 90 мг белка на кал. Тем не менее, морковь имеет только 23 мг белка на кал или в два раза минимальную рекомендацию, банан соответствует минимуму, а яблоко ниже рекомендации.

Рекомендуется, чтобы взрослые люди получали 10-35% своих калорий в виде белка или примерно 11-39 мг белка на кал в день (22-78 г на 2000 кал).

Ежедневное контрольное значение FDA в США по 50 г белка на 2000 кал составляет 25 мг кал в день.

Полное белки в животных, не относящихся к человеку
Ученые знали с начала 20 века, что крысы не могли выжить на диете, единственным источником белка которой был зеин который поступает из кукурузы (кукурузы), но восстанавливается, если их кормят казеином из коровьего молока. Это привело Уильяма Камминга Роуза к открытию незаменимого аминокислотного треонина

Благодаря манипуляции диетами грызунов Роза смогла показать, что для крыс необходимы десять аминокислот: лизин триптофан гистидин фенилаланин лейцин изолейцин метионин валин, и аргинин в дополнение к треонину. Поздняя работа Роуз показала, что восемь аминокислот необходимы для взрослых людей, причем гистидин также необходим для младенцев. Более длительные исследования показали, что гистидин также необходим для взрослых людей.

Взаимозаменяемость 

Различие между существенными и несущественными аминокислотами несколько нечеткое, так как некоторые аминокислоты могут быть получены из других. Серы отработанный аминокислот, метионина и гомоцистеина могут быть превращены друг в друга но ни могут быть синтезированы De Novo в организме человека. Аналогичным образом, цистеин может быть получен из гомоцистеина, но не может быть синтезирован сам по себе. Таким образом, для удобства серосодержащие аминокислоты иногда считаются одним пулом эквивалентно питательных аминокислот, а также ароматической аминокислотной парой, фенилаланином и тирозином Аналогично аргинин орнитин ицитруллин которые являются взаимопревращаемыми циклом мочевины , считаются одной группой.

Эффекты дефицита 

Недостаточное питание белками

Если одна из незаменимых аминокислот меньше, чем необходимо для индивидуума, будет затруднено использование других аминокислот, и поэтому синтез белка будет меньше, чем обычно, даже при достаточном общем потреблении азота.

Показано, что дефицит белка влияет на все органы организма и многие его системы, включая функцию мозга и мозга у младенцев и маленьких детей; иммунная система, тем самым повышая риск заражения; функции слизистой оболочки кишечника и проницаемость, которая влияет на поглощение и уязвимость к системным заболеваниям; и функции почек.  Физические признаки белковой недостаточности включают отек, неспособность развиваться у младенцев и детей, плохая мускулатура, тусклая кожа и тонкие и хрупкие волосы. Биохимические изменения, отражающие дефицит белка, включают низкий сывороточный альбумин и низкий трансферрин сыворотки.

Аминокислоты, которые необходимы в рационе человека, были установлены в серии экспериментов под руководством Уильяма Камминга Роуза . Эксперименты включали элементарные диеты здоровым студентам-аспирантам. Эти диеты состояли из кукурузного крахмала, сахарозы, жирного жира без белка, кукурузного масла, неорганических солей, известных витаминов, большой коричневой «конфеты» из экстракта печени, приправленной маслом мяты перечной (для подачи каких-либо неизвестных витаминов) и смесей высокоочищенных индивидуальных аминокислоты. Основной мерой результата был баланс азота . Роуз отметила, что симптомы нервозности, истощения и головокружения встречаются в большей или меньшей степени, когда человеческие субъекты лишены незаменимой аминокислоты.

Существенную нехватку аминокислот следует отличать от белково-энергетического недоедания , которое может проявляться в виде маразма или квашиоркора . Квашиоркор когда-то приписывался чистой белковой недостаточности у людей, которые потребляли достаточно калорий («синдром сахарного ребенка»). Однако этой теории было поставлено под сомнение вывод о том, что нет разницы в диетах детей, развивающихся маразмом, в отличие от квашиоркора. [18] Тем не менее, например, в диетических контрольных приемах (DRI), поддерживаемых USDA , отсутствие одной или нескольких незаменимых аминокислот описывается как белково-энергетическое недоедание .