Białko

Archive for the ‘Fizjologiczne podstawy przemian białka’ Category

Przez wiele lat przyjmowano, zgodnie z teorią Folina (1905), że metabolizm azotu w ustroju człowieka i zwierząt można podzie­lić na tzw. endogenny i egzogenny. Folin uważał, że przemiana endogenna jest stała, niezależnie od dopływu białka w pożywie­niu, a miarą jej, charakterystyczną dla danego ‘osobnika, jest ilość azotu wydalana w moczu, głównie w postaci kreatyniny i kwasu moczowego. Natomiast metabolizm egzogenny jest zwią­zany z wykorzystaniem białka pożywienia; jego intensywność można mierzyć ilością azotu wydalonego w moczu w postaci mocz­nika, którego ilość jest zmienna, zależna od wysokości spożycia białka. Pogląd ten zakładał statyczny stan białek ustrojowych w okresie, gdy nie zachodzi przyrost tkanek. Sądzono, ze w okresie zachowania równowagi azotowej u ludzi dorosłych następuje je­dynie wymiana zużywających się białek wydzielanych przez gru­czoły lub wydalanych w niewielkich ilościach, a także .tworzenie substancji azotowych, niebiałkowych, które są wydalane w mo­czu. Natomiast każdy nadmiar białka spożytego ponad te potrze­by zostaje od razu katabolizowany i azot jest wydalany w po­staci mocznika. Późniejsze badania, w których zastosowano amino­kwasy izotopowe (Schoenheimer 1942, Neuberger i Richard 1964) wykazały, że nie można przyjąć takiego podziału w metabolizmie białka. Białka większości tkanek u dorosłych w stanie równowagi azotowej stale podlegają degradacji i czytaj dalej

Aminokwasy wchłonięte przez przewód pokarmowy przechodzą do żyły wrotnej i wątroby. Część aminokwasów zostaje bezpo­średnio wykorzystana w ścianie jelita do regeneracji białka ślu­zówki, o czym świadczą bardzo aktywne procesy transaminacji komórek jelita (Fouconneau i Michel 1970). Mc Laughlan i Morrison (1960) stwierdzili, że przy wy­sokim poziomie białka w diecie, niezrównoważony skład amino­kwasów pożywienia daje podobny rozkład wolnych aminokwasów we krwi, który pozostaje nie zmieniony w ciągu kilku godzin, będąc odbiciem składu białka diety i strawności podanych amino­kwasów. Spostrzeżenie to zostało wykorzystane w szeregu pra­cach (np. Pion 1964, Buraezewski i wsp. 1971, Erbersdobler 1973, Eggum 1973a) w celu znalezienia łatwiejszej metody badania przyswajalności (strawności) aminokwasów, zwłaszcza u dużych zwierząt (świnie, przeżuwacze), a także zapotrzebowania na amino­kwasy (Longenecker 1973). W okresie po absorpcyjnym poziom wolnych aminokwasów powraca do normalnego stanu, który jest na czczo stały. W przypadku zbyt małej ilości spożytego białka w stosun­ku do intensywności procesów jego syntezy u rosnących zwierząt, poziom aminokwasów może nie być odbiciem ich spożycia, gdyż aminokwasy są szybko wychwytywane do syntezy białka tkan­kowego (Anderson, Linkswiler 1965). Koncentracja wolnych aminokwasów w mięśniach jest na ogół wyższa niż we krwi, co wskazuje na aktywny ich transport czytaj dalej

Białka pożywienia zostają wykorzystane w przewodzie pokarmo­wym dopiero po ich hydrolizie do aminokwasów. Rola przewodu pokarmowego w metabolizmie białka została szeroko omówiona i udokumentowana przez Fouconneau i Michela (1970). Hydrolizę białka rozpoczyna w żołądku pepsyna — endopeptydaza, ułatwia­jąca rozerwanie połączeń peptydowych. Najszybszemu działaniu pepsyny ulegają wiązania peptydowe pomiędzy aminokwasami aromatycznymi i grupami karbonylowymi, działa ona jednak rów­nież na połączenia peptydowe innych aminokwasów, ale znacznie wolniej. W żołądku powstają zatem krótsze peptydy, a nie wolne aminokwasy. Ma to duże znaczenie fizjologiczne, gdyż funkcje fizjologiczne żołądka w przemianie białkowej nie ograniczają się do trawienia (Harper 1974c); działa on jako regulator pobierania wolnych aminokwasów z jelita cienkiego do dalszej przemiany białka. Żołądek reguluje przechodzenie nadtrawionego pożywie­nia (chymus) do dwunastnicy; w ten sposób zostaje zabezpieczona wydajność wchłaniania wolnych aminokwasów przez powierzchnię chłonną jelita do krwi, a także wydajne wykorzystanie amino­kwasów w syntezie własnych białek ustrojowych. Czas przebywania pożywienia w żołądku jest uzależniony od składu pożywienia. Szybkość przechodzenia chymus hamuje zawartość tłuszczu w pożywieniu i tu może znaleźć wytłumacze­nie wpływ tłuszczu na wyższą wartość biologiczną niektórych białek. Podobnie, czytaj dalej

Obszerny przegląd prac z zakresu wpływu dysproporcji w skła­dzie aminokwasów został opracowany przez Harpera (1970), po­dobnie jak toksyczne działanie nadmiaru niektórych aminokwa­sów (Harper 1973 i 1974b). Autor ten rozróżnia trzy typy wza­jemnego oddziaływania aminokwasów występujących w więk­szych lub mniejszych dysproporcjach: 1) spowodowany toksycznością danego aminokwasu poda­nego w nadmiarze, 2)    antagonistycznym działaniem nadmiaru jednego z ami­nokwasów niezbędnych w stosunku do innego, 3)    zaburzeniem równowagi w składzie aminokwasów (zwa­nym przez Harpera amino acid imblance). Należy podkreślić, że wszystkie wymienione typy dyspro­porcji pomiędzy aminokwasami mają ostrzejsze działanie fizjo­logiczne w przypadku stosowania w żywieniu diet o niskiej za­wartości białka. Zjawisko to jest zrozumiałe, gdyż niska zawar­tość białka pogłębia dysproporcje aminokwasów wchłanianych do krwi. Podwyższenie poziomu białka w diecie łagodzi efekty dys­proporcji. W żywieniu człowieka przykład niezbilansowania diet wy­stępuje w krajach rozwijających się. Prace Gopalana (1968, 1969, 1970), Belavady (1967) oraz Hankesa i wsp. (1971), rzuciły między innymi światło na etiologię powstawania pelagry na tle toksycz­nego działania nadmiaru leucyny. Reszty bezazotowe aminokwasów ulegają bezpośredniemu spalaniu na dwutlenek węgla i wodę dostarczając energii metabo­licznej lub są zamieniane na glukozę czytaj dalej

Fakt, że białka różnią się wartością odżywczą, został zauważony przy zastosowaniu w żywieniu zwierząt tej samej ilości białka z różnych źródeł. Jednocześnie zauważono, że wzrost zwierząt otrzymujących białka o niższej wartości odżywczej, poprawiał się, gdy zwiększono ilość tego samego białka. W wyniku ogromnej liczby badań doświadczalnych dowiedziono, że zarówno człowiek, jak i zwierzęta jednożołądkowe, muszą otrzymywać w pokarmie wystarczającą ilość białka dla uzyskania niezbędnej ilości azotu oraz pewnej liczby specyficznych aminokwasów dla syntezy sub­stancji niezbędnych dla życia, wzrostu i rozwoju. Zdolność pokrycia tych potrzeb przez białka danego pro­duktu w pierwszym rzędzie jest uzależnione od zawartych w nim aminokwasów (Hegsted 1964, Meister 1965). Człowiek i zwierzęta jednożołądkowe nie potrafią syntetyzować ośmiu (Rosę 1957) lub nawet (Harper 1974a) dziewięciu aminokwasów, które muszą otrzymać w gotowej formie w pokarmie. Aminokwasy te noszą nazwę niezbędnych (egzogennych), w odróżnieniu od pozostałych (endogennych), które mogą być syntetyzowane w organizmie z nadmiaru innych aminokwasów lub nawet organicznych nieaminokwasowych źródeł azotu. Sprawą sporną było dotąd, czy histydynę należy zaliczyć do ami­nokwasów niezbędnych. Komisja do spraw Żywienia Amerykań­skiej Akademii Nauk (Food and Nutrition Board 1974) uznała, że należy ją zaliczyć do czytaj dalej

Jak wynika z definicji, biologiczną wartość białka żywności lub pasz określa procent, w jakim spożyte białko zostało przyswojone i wykorzystane jako budulec własnych białek organizmu żywio­nego. Pierwszym i podstawowym założeniem jest więc rozpatrywanie ekonomicznego wykorzystania białka ‘wyłącz­nie dla celów anabolicznych, tj. syntezy nowych rosnących tka­nek ustroju łub wymiany tkanek zużywających się, syntezy białka płynów ustrojowych, ciał odpornościowych, enzymów i niektórych hormonów. Sumę nowo utworzonych białek ustrojowych można wyrazić sumą retencji azotu lub też, w określonych warunkach w przybliżeniu, wysokością przyrostu masy ciała. Założenie to komplikuje jednak fakt, że białka pożywie­nia mogą być również źródłem energii, dając, podobnie jak cukrowce (węglowodany), netto ok. 16,736 kJ (4,0 kcal) na 1 g. Proces wykorzystania białka jako źródła energii zachodzi w dwóch zasadniczych przypadkach: 1) przy niewystarczającym pokryciu zapotrzebowania energetycznego ze składników pozabiałkowych (tłuszczu i cukrow­ców); w tym przypadku spożyte białko zostaje w pierwszym rzę­dzie wykorzystane jako bezpośrednie źródło energii, część amino­kwasów w tych przypadkach jest źródłem niezbędnej glukozy dla odżywienia tkanki nerwowej obok dostarczania energii dla utrzy­mania stałej temperatury ciała. 2) przy nadmiernym spożyciu białka (a raczej poszcze­gólnych aminokwasów) w czytaj dalej