Публикувано онлайн от Cambridge University Press: 01 август 2012 г.

аминокиселинна

Резюме

Ключови думи

Референтният аминокиселинен модел в референтния протеин е получен чрез разделяне на необходимите аминокиселинни нужди на детето в предучилищна възраст (mg/kg) на безопасното ниво на (висококачествен) прием на протеини (g/kg) от тази възрастова група. PDCAAS-резултатите над 100% бяха съкратени до 100%. PDCAAS сега се използва широко като рутинен тест за оценка на качеството на единични протеини и протеинови смеси.

От въвеждането си през 1991 г. (1), PDCAAS е обект на критика (справка Schaafsma 2). Това се отнасяше за следните въпроси: валидността на точковия модел, съкращаването до 100%, използването на смилаемост във фекалията срещу илеалната, въздействието на анти-хранителни фактори в протеиновите източници и пригодността на PDCAAS при прогнозиране на качеството на аминокиселините добавени протеини. Няколко от тези въпроси са обсъдени в доклада за 2007 г. на съвместната консултация на експерти на СЗО/ФАО/UNU относно нуждите от протеини и аминокиселини в храненето на човека (3) .

Този принос прави преглед на текущото състояние на PDCAAS, включително неговите предимства и ограничения. Той също така предлага допълнителен индекс за качество на протеините.

PDCAAS критични въпроси

Съкращаване на аминокиселинния резултат

В доклада на ФАО/СЗО от 1991 г. за оценка на качеството на протеините (1) стойностите на PDCAAS над 100% са съкратени до 100%. Беше изтъкнато (справка Schaafsma 2), че съкращаването не дава признание за допълнителните диетични незаменими аминокиселини във висококачествени допълнителни протеини, които се използват за балансиране на аминокиселинния състав на смесена диета, което е хранително значима вътрешна стойност на висококачествени протеини. Това беше признато в доклада на FAO/WHO/UNU за 2007 г. (3). В този доклад беше изяснено, че биологичната стойност, напр. използване на усвоени диетични основни и несъществени аминокиселини, не може да надвишава стойността 1 и поради това резултатите от аминокиселини, а не крайните PDCAAS-стойности на диетичните протеини (както е предложено в доклада от 1991 г.) трябва да бъдат съкратени до 1. Това означава, че в в случаите, когато аминокиселинните резултати надвишават стойността 1, PDCAAS-стойностите са равни на истинска смилаемост.

Ограничението на стойностите на PDCAAS, произтичащо от пресечени аминокиселинни резултати и по този начин не даващо признание за допълнителните незаменими аминокиселини, се допуска в доклада на СЗО/ФАО/UNU за 2007 г. (3). Този доклад предполага, че това ограничение може да бъде преодоляно чрез разработването на допълнителен индекс на качеството на протеините, при който съдържанието на незаменимите аминокиселини, които най-често са ограничени в единични протеини (например лизин (зърнени култури), сярна аминокиселина (бобови протеини), представени са треонин (някои зърнени култури) и триптофан (царевица)). Такъв индекс (който би могъл да се нарече мощност на добавки: SP) за определен протеин може да бъде получен лесно чрез умножаване на оценката на всяка от тези аминокиселини с истински смилаеми стойности. Пример е даден в таблица 1.

Таблица 1 Допълнителна мощност (SP) на различни протеини за балансиране на диети с дефицит на лизин, сярна аминокиселина (SAA), треонин или триптофан.

Стойности на SP (непрекратен аминокиселинен резултат x истинска усвояемост), получени от данни за съдържанието на аминокиселини, истинските стойности за смилаемост и модел на точкуване на аминокиселини на 1–2 годишни деца, както се съобщава от WHO/FAO/UNU (3) .

От данните, показани в таблица 1, може да се изчисли, че са необходими 1,28 g млечен протеин, за да се балансират 1 g от дефицит на лизин пшеничен протеин. Формулата за това е: количество млечен протеин (g) = (1-LSPwheat)/(LSPmilk-1), където LSP пшеница = лизин добавка мощност на пшеница и LSP мляко = лизин добавка сила мляко. За да балансирате този пшеничен протеин с пилешки грах, ще са необходими 8,5 g от този протеин.

Валидност на моделите за точкуване

Таблица 2 Специфични за възрастта модели на оценяване на аминокиселини (mg/g протеин).

Следователно моделите на оценяване се основават на минималните изисквания на нормалните здрави субекти. Те не представляват непременно оптимално протеиново хранене. Подходът PDCAAS твърди, че повишеното окисление на аминокиселини отразява неефективното използване на аминокиселини, но това игнорира ролята на аминокиселините извън изискванията за поддържане и растеж, като всяко преходно сигнално влияние преди окисляването (Справка Millward, Layman и Tomé 5). Пример за това е сигналната функция на левцина при стимулиране на синтеза на мускулен протеин (Справочник Layman 6). Други примери са ефекти върху засищането и засищането (справка Tome 7) и силата на сярните аминокиселини за увеличаване на синтеза на глутатион и таурин (справка Schaafsma 8). Малко вероятно е и точният модел да представя всички ситуации, при които може да съществува допълнителна нужда от специфични аминокиселини, като например при бременност, кърмене, старост, отрицателния енергиен баланс по време на ограничаване на калориите, клинични състояния и при спортисти. Условно необходимите аминокиселини не са включени в PDCAAS, така че е несигурно, че PDCAAS-стойностите са приложими в ситуации, в които може да съществува специална нужда от тези аминокиселини, като например при патологични състояния или екстремни физиологични ситуации.

Ileal срещу смилаемост на фекалиите

Истинската усвояемост на N фекалии не отчита основните аминокиселини, които не се абсорбират в илеума и се губят в дебелото черво. Това е важен път за метаболитна консумация на аминокиселини от чревната флора. Въз основа на проучвания при хора, Gaudichon et al. (Справка Gaudichon, Bos и Morens 9) предполагат, че загубите на аминокиселини в илеята са важен компонент на нуждите от аминокиселини. Истинските стойности на N за смилаемост на фекалиите при плъхове също потенциално надценяват смилаемостта поради копрофагия.

Ниската смилаемост на илеалния протеин, която по този начин увеличава притока на азот в дебелото черво, увеличава бактериалното образуване на токсични съединения, като амоняк, феноли и индоли. По тези причини използването на илеална смилаемост при фистулирани прасета, вместо фекална смилаемост при плъхове, е предложено като по-добър подход за оценка на стойностите на PDCAAS (справка Schaafsma 2, справка Darragh и Hodgkinson 10). Предимството на използването на прасета е също така, че стомашно-чревната физиология на този хранителен вид прилича по-близо на тази на хората. Трябва да се подчертае обаче, че не е проучена възможността за рециклиране на аминокиселини на дебелото черво и бактериите в организма (Reference Fuller and Tomé 11). Наскоро Deglaire et al. (Справка Deglaire, Bos и Tomé 12), сравнява илеалната смилаемост на хранителния протеин в илеалното фистулирано растящо прасе и илеална проба на възрастен човек. Резултатите от тях подкрепят използването на прасета като модел за прогнозиране на разликите между смилаемостта на диетичния протеин на илеалната диета.

Наличие на аминокиселина

Настоящата оценка на PDCAAS не отчита потенциалните разлики в бионаличността между аминокиселини от източник на хранителен протеин, така че обработката или съхранението на храни при по-високи температури може селективно да намали бионаличността на лизин чрез реакции на Maillard (Справка Moughan 13). Рутинният анализ на аминокиселините не идентифицира биологично неактивните D-аминокиселини, които могат да се образуват чрез рацемизация от L-аминокиселини чрез топлинна обработка при алкални условия. Окислените сярни аминокиселини са по-малко бионалични и тяхното присъствие в източника на хранителен протеин може да доведе до надценяване на неговия PDCAAS. Друг въпрос тук е добавянето на източник на хранителен протеин с неговата ограничаваща свободна аминокиселина, за да увеличи PDCAAS. Такова допълнение обаче може да не подобри PDCAAS до желаното ниво. Това е доказано за левцин. Nolles (Референтен Nolles 14) показа, че поради различна кинетика на абсорбция, добавеният (външен) левцин се окислява предимно в сравнение с неговата присъща форма.

Анти-хранителни фактори

Антихранващите фактори, като трипсинови инхибитори, танини и лектини, често присъстват в източниците на протеини от растителна храна. Те могат да инхибират усвояването на протеини и/или да увеличат ендогенните загуби на азот във фекалиите, причинявайки намаляване на видимата усвояемост на протеини и увеличаване на нуждите от протеини (Справка Van Leeuwen, Veldman and Boisen 15, Справка Huisman, Verstegen и van Leeuwen 16). Такива ефекти не са включени в PDCAAS и по този начин този резултат надценява качеството на протеините на продуктите, съдържащи тези естествени анти-хранителни фактори. Ендогенният азотен поток в илеума на прасетата е бил съответно 1, 3, 3, 1, 3, 3, 4 · 0 и 10 · 8 g/100 g протеин за обезмаслено мляко, пшеница, соев протеинов изолат, ечемик и фасул фасул ( Референтен суфрант 17). Обработката може да намали, но не напълно да елиминира активността на анти-хранителните фактори (справка Liu 18, справка Yuan, Chang и Liu 19). При фуражите (по-малко преработка) проблемът е по-важен, отколкото при храните.

Изискване за експеримент с животни

Въпреки че PDCAAS е бърз и относително евтин рутинен метод за оценка на качеството на протеините, той все още се нуждае от експеримент с животни за измерване на истинската смилаемост на N. Като се има предвид отрицателното обществено мнение за използването на животни за изследвания, би било предимство, когато измерването на качеството на протеините може да се извършва in vitro. Както беше показано по-горе (Справка Schaafsma 2), истинската усвояемост на илеума на основни хранителни аминокиселини може да бъде измерена в компютърно контролирана система за динамично храносмилане Предимството на такава система е, че тя може да имитира физиологични условия на различни животински видове, така че да стане възможно да се оценят специфичните за видовете коефициенти на смилаемост на аминокиселината на илеалната аминокиселина.

Заключения

PDCAAS е полезен рутинен тест за оценка на качеството на протеините на единични протеини и протеини в смесени диети за нормални здрави индивиди, въпреки редица ограничения и недостатъци. Недостатъкът на съкращаването може да бъде преодолян чрез използването на допълнителна оценка на качеството на протеина, която отчита силата на протеина да балансира диети, които имат дефицит на една или повече незаменими аминокиселини. Измерването на истинската усвояемост на фекалните протеини при плъхове трябва да бъде заменено с измерване на истинската усвояемост на илеалния протеин или (за предпочитане) истинската усвояемост на аминокиселините, необходими на аминокиселини при илеални свищи, или измерване in vitro. Остава да се установи дали използваните в момента референтни модели за точкуване на аминокиселини, които са получени от минимални диетични аминокиселинни изисквания и минимални изисквания за висококачествен протеин на нормални здрави индивиди, отразяват нивата на прием на аминокиселини за оптимално здраве и са приложими в ситуации на заболяване и/или специфични или екстремни физиологични ситуации.