Metabolizm wysiłkowy białek Zajęcia nr 2
Źródła aminokwasów białko pokarmowe aminokwasy Hydroliza w przewodzie pokarmowym krew aminokwasy synteza białko mięsień
Trawienie białek w przewodzie pokarmowym Bardzo duże zdolności trawienne białek u człowieka: nawet do 350 g białek/dobę: (około 75 100g/24 h białka pokarmowe i 150-250g/24h białka endogenne) w przewodzie pokarmowym trawimy białka pokarmowe, ale i te zawarte w enzymach trawiennych i białku pochodzącym ze złuszczonych nabłonków i śluzu Hasik, J. (1999) Dietetyka, PZWL, Warszawa.
Trawienie białek w przewodzie pokarmowym praktycznie całe białko pokarmowe ulega hydrolizie w przypadku przepuszczalności błon śluzowych jelit możliwe wchłanianie nie strawionych do końca białek (niemowlęta, nietolerancja mleka i jaj)
Tłuszcze hamują wydzielanie soku żołądkowego i opóźniają przechodzenie treści żołądka do dwunastnicy. W razie przesiąknięcia produktów tłuszczem dostęp soku żołądkowego do treści pokarmowej może być bardzo utrudniony. Dlatego łatwiej strawny jest produkt, do którego dodano tłuszczu po sporządzeniu potrawy, niż taki, który jest przepojony tłuszczem (paczki, ciastka, źle usmażone mięso).
Dorosłe osoby, które nie spożywają mleka nie posiadają tego enzymu. Jakkolwiek kazeina wytrąca się także pod wpływem pepsyny, to u takich osób spożywanie słodkiego mleka może kończyć się rozwolnieniem i wzdęciami. Mleko zsiadłe bądź gotowane nie ma takiego działania.
Przy prawidłowym odżywianiu około 10% ilości białka pokarmowego wydalane jest w stolcu wraz z złuszczonymi komórkami nabłonka jelitowego i bakteriami.
Wchłanianie aminokwasów w jelitach Wchłanianie odbywa się poprzez transport aktywny przenośniki zależne od Na + np. dla aminokwasów obojętnych, fenyloalaniny, iminokwasów, metiony przenośniki niezależne od Na + np. dla aminokwasów zasadowych (lizynę),
Wchłanianie aminokwasów Wchłanianie odbywa się poprzez transport aktywny Transportowane są naturalne izomery aminokwasów (L) W transporcie uczestniczy witamina B6 (fosforan pirydoksalu) Aminokwasy transportowane są przez rąbek szczoteczkowy (miejsce wchłaniania: jelito czcze)
Wchłanianiem aminokwasów
Białka pełnowartościowe Aminokwasy egzogenne: F- fenyloalanina I- izoleucyna L-leucyna L-lizyna BCAA M- metionina T- tryptofan T- treonina W-walina
Pozostałe aminokwasy Aminokwasy endogenne Kwasy glutaminowy= glutaminian Kwas asparaginianowy= asparaginian Alanina Cysteina Glicyna Prolina Seryna Tyrozyna Histydyna Arginina
Przemiany aminokwasów Katabolizm Synteza białek Aminokwasy glukogenne aminokwas Aminokwasy ketogenne NH2 Synteza aminokwasów transaminacje
Synteza aminokwasów transaminacje aminokwas (NH 2 ) PAL (=O) ketokwas ketokwas aminokwas (=O) (NH 2 )
Synteza aminokwasów transaminacje glutaminian (NH 2 ) (=O) ketokwas ketokwas PAL (wit. B6) np. alanina (=O) (NH 2 )
Transaminacji nie podlegają: Lizyna Treonina Prolina Hydroksyprolina
histydyna glutaminian prolina hydroksyprolina
Aminokwasy glukogenne glicyna, seryna, cysteina, alanina asparaginian pirogronian szczawiooctan glukoza alfa-ketoglutaran alfa-ketoglutaran histydyna, glutaminian, prolina, arginina metionina, walina, treonina
Aminokwasy ketogenne lizyna leucyna acetylocoa acetylocoa ciała ketonowe 3-hydroksymaślan, acetooctan
Aminokwasy glukogenne i ketogenne fenyloalanina, tyrozyna, izoleucyna, tryptofan glukoza i ciała ketonowe
Przemiany aminokwasów Katabolizm aminokwas
aminokwas (NH 2 ) ketokwas (=O) mocznik
kwas glutaminowy glutamina glutamina kwas glutaminowy Cykl mocznikowy mocznik
Czy można zmierzyć katabolizm białek? aminokwas oksydacyjna dezaminacja NADH 2 NH 3 ketokwas kwas glutaminowy I III IV 1 / 2 O 2 H 2 O CO 2 i H 2 0 glutamina glutamina krew wątroba 3 ATP NH 3 kwas glutaminowy Cykl mocznikowy mocznik
Monitorowanie katabolizmu białek
Monitorowanie katabolizmu białek u ultramaratończyków Spoczynkowe i powysiłkowe parametry biochemiczne mierzone we krwi u zawodnika M.L. Rodzaj badania Mocznik g/l mmol/l Kreatynina mg/l µmol/l Kwas moczowy mg/l µmol/l Parametry krwi przed biegiem 0,44 7,30 7,8 69,03 40 238 Parametry krwi po biegu 0,76 12,62 9,4 83,19 45 268 Wartości referencyjne 0,20 0,50 3,32 8,30 0,0 12,0 0 106,20 30 60 179-357 Spoczynkowe i powysiłkowe parametry biochemiczne mierzone we krwi u zawodniki I.L. Rodzaj badania Mocznik g/l mmol/l Kreatynina mg/l µmol/l Kwas moczowy mg/l µmol/l Parametry krwi Przed biegiem 0,32 5,31 6,1 53,98 41 244 Parametry krwi Po biegu 0,71 11,79 7,0 61,95 56 333 Wartości referencyjne 0,20 0,50 3,32 8,30 0 12,0 0 106,20 25 60 149-357
Bilans Azotowy 100g białka- 16gN białko 100g mocznik (78%) (16g N)
Wyliczanie bilansu azotowego Np. Dobowe spożycie białka= 80 g Np.Dobowa zbiórka moczu= 2 L Np. Mocznik= 20 g
Wyliczanie bilansu azotowego 1M=1 cząsteczka NH2CONH2=2x14+12+16+4x1=60 W 60g 28g N 20g 9 g N- 78% 11,5 g N- 100%
Wyliczanie bilansu azotowego Dieta- 100g biaka- 16g N, to 80g 12,8 g N Azot z białka pokarmowego- azot wydalany= 12,8-11,5= 1,3 g N WNIOSEK?
Bilans Azotowy Zrównoważony białko 100g mocznik (78%) (16g N)
Bilans Azotowy Dodatni białko 100g mocznik (78%) (np. 10g N)
Bilans Azotowy Ujemny białko 100g mocznik (78%) (np. 20g N)
Kiedy bilans azotowy będzie ujemny?
1. Głodówka
Ubytek masy tkanek aktywnych i zahamowanie syntezy białek zwiększona glukoneogeneza m.in. z aminokwasów ustrojowych (głównie mięśni szkieletowych) zwiększony katabolizm białek zwiększone wydalanie mocznika, a potem także amoniaku kwasica metaboliczna (ciała ketonowe) w głodzie długotrwałym: zmniejsza się tempo rozkładu białek, ale także zwiększa się resynteza białek w porównaniu do głodu krótkotrwałego (do około 10 dni) lepsza adaptacja do głodu u otyłych
bilans azotowy ujemny w głodzie zrównoważenie bilansu azotowego- bardzo trudne, gdy podaż energii w diecie wynosi około 1000kcal/dzień zrównoważenie bilansu azotowego- prawie niemożliwe, gdy podaż energii w diecie wynosi około 500kcal/dzień aby zrównoważyć bilans azotowego- zwiększyć podaż białka w diecie do od 1g do 2g białka/kg/mc dobę w zależności od deficytów energetycznych
glukoza Insulina Hamowanie glukoneogenezy Zmniejszenie ketogenezy - Katabolizm białek
Turn-over białek Pokarm (białka) aminokwasy synteza białko Około 300g proteoliza spalanie (około 100g) WYSIŁEK
Ile rozpada i odbudowuje się ponownie mięśnia w ciągu dnia? 20% białka w 100 g mięśnia 20 g białka w 100 g mięśnia 100 g białka w 500 g mięśnia
Turn-over w spoczynku i wysiłku A) spoczynek aa 15g/hr białko B) wysiłek 3hr aa - 6% + 84% białko Rennie i wsp. (1981) Clin Sci 61: 627-639.
Wysiłek fizyczny a proteoliza
Żywienie białkami
Ile białka potrzebuje dziecko? Dziecko nietrenujące: około 1,1g białka/kg mc/dobę
Białko kontra białka
Białka pokarmowe Białka zwierzęce jaja mleko mięso ryby Białka roślinne sojowe zboża rośliny strączkowe
Białka zwierzęce: + : źródło białka wysokiej jakości gwarantuje wzrost organizmu (zależność między spożyciem białek a masą urodzeniową noworodków) pomaga w utrzymaniu masy mięśniowej (osoby starsze) zabezpiecza syntezę białek - : zawierają nasycone kwasy tłuszczowe i cholesterol
Białka roślinne: + : zawierają małe ilości nasyconych kwasy tłuszczowe i cholesterolu zawierają bioaktywne komponenty źródło błonnika - : wymagają staranne dobrania by zabezpieczyć pełen skład aminokwasów egzogennych
Jak ocenić jakość białek PER- Protein Efficieny Ratio = Wydajność Wzrostowa Białka określa przyrost masy ciała na 1g spożytego białka PER= przyrost masy ciała [g] spożycie białka [g] Wartość 2.7- uznaje się za standard dla białka kazeiny > 2.7- znakomite białko
Jak ocenić jakość białek BV- Biological Value = Wartość Biologiczna Białka określa tę część wchłoniętego azotu (białka), która została zatrzymana w ustroju w celu utrzymania zrównoważonego bilansu azotowego lub pokrycia potrzeb syntezy białka w okresie wzrostu. Ocena na podstawie bilansu azotowego z uwzględnieniem ilości azotu wydalanego z kałem i moczem w okresie karmienia dietą bezbiałkową. BV= Nspoż - [(Nk-Nko)-(Nm-Nmo)] Nspoż - (Nk-Nko) X 100% Nk-N w kale, Nko-N wkale na diecie bezbiałkowej, Nm-N w moczu, Nmo-N w moczu na diecie bezbiałkowej,