OPTYMALNY POZIOM SPOŻYCIA BIAŁKA ZALECANY CZŁOWIEKOWI JANUSZ KELLER STUDIUM PODYPLOMOWE 2011
DLACZEGO DOROSŁY CZŁOWIEK (O STAŁEJ MASIE BIAŁKOWEJ CIAŁA) MUSI SPOŻYWAĆ BIAŁKO?
NIEUSTAJĄCA WYMIANA BIAŁEK CIAŁA = TURNOVER BIAŁEK = OBRÓT BIAŁEK SKALA CAŁEGO ORGANIZMU SKALA NARZĄDÓW WEWNĘTRZNYCH SKALA TKANEK CIAŁA
STAŁY ROZKŁAD BIAŁEK W KOMÓRKACH: - CHWILOWO NIEPOTRZEBNYCH ENZYMÓW ORAZ CIAŁ ODPORNOŚCIOWYCH, - BIAŁEK ŹLE ZSYNTETYZOWANYCH, - BIAŁEK OBCYCH KTÓRE WTARGNĘŁY DO KOMÓRKI, - GLUKONEOGENEZA.
Szybkość jakiejś reakcji enzymatycznej zależy od stężenia specyficznych dla niej substratów (lub produktów reakcji) i polega zarówno na zmianach samej aktywności tego enzymu przy utrzymywaniu się stałej ilości jego cząsteczek w komórce, jak i na zmianach bezwzględnej ilości cząsteczek tego enzymu obecnych aktualnie w komórce. Na przykład enzymy glikolityczne są syntetyzowane po spożyciu węglowodanów, a degradowane po ich zagospodarowaniu.
Degradacja białek w komórce: - katepsyny w lizosomach, - układ ubikwityna-proteozom w cytoplazmie, - proteazy zależne i niezależne od ATP w cytoplazmie
SPOJRZENIE I. BILANS GRUP AMINOWYCH = DOPŁYW ODPŁYW SPOJRZENIE II. RÓWNOWAGA PROCESÓW = SYNTEZA BIAŁEK ROZPAD BIAŁEK
Okres półtrwania białek: w wątrobie 0,9 dnia w nerkach 1,7 dnia w sercu 4,1 dnia w mięśniach 10,7 dnia (sarkoplazmat.) w mięśniach 22,6 (miofibrylarne)
Cząstkowe tempo syntezy białek (Fractional Synthesis Rate FSR) = ilość białka zsyntetyzowanego/24 h : ogólna ilość białka w danym narządzie wątroba 0,61 nerki 0,52 serce 0,17 mięśnie 0,15 mózg 0,12
ANABOLICZNY WZROST KATABOLIZMU wzrost tempa syntezy białek o 30 % wzrost tempa degradacji białek o 20 % = wzrost tempa retencji białek o 10 %
APOPTOZA = PROGRAMOWANA (SAMOBÓJCZA) ŚMIERĆ KOMÓRKI Naturalny, końcowy etap procesu życia, analogiczny do podziałów mitotycznych, wzrostu i rozwoju, oraz starzenia się. Komórka w pewnym okresie życia kurczy się, z jej mitochondriów uwalniają się cytochromy c, na powierzchni takiej komórki rozwijają się bańkowate pęcherzyki, chromatyna w jądrze (DNA + białko) ulega degradacji, komórka rozpada się na fragmenty okryte błonami, fosfatydyloseryna wydostaje się na zewnętrzną powierzchnię błony komórkowej i wiąże się z receptorami komórek fagocytarnych, które pochłaniają fragmenty obumarłej komórki.
PRZYKŁADY: KAŻDEGO DNIA W ORGANIZMIE DOROSŁEGO MĘŻCZYZNY ULEGA ROZPADOWI OKOŁO 200-250 MILIARDÓW ERYTROCYTÓW ORAZ 100 MILIARDÓW LEUKOCYTÓW, ZAŚ Z OBUMIERAJĄCYCH KOMÓREK PRZEWODU POKARMOWEGO UWALNIA SIĘ OKOŁO 20-25 g BIAŁEK.
WARTOŚĆ ENERGETYCZNA BIAŁKA MIESZANINA AMINOKWASÓW : GLUKOZA : KWAS PALMITYNOWY A ciepło spalania w organizmie 1/ w przeliczeniu na 1 g substancji: 1 : 1 : 2,25 2/ w przeliczeniu na 1 gramocząsteczkę: 1 : 1,44 : 4,59
WARTOŚĆ ENERGETYCZNA BIAŁKA MIESZANINA AMINOKWASÓW : GLUKOZA : KWAS PALMITYNOWY B/ synteza ATP w procesach utleniania: 1/ w przeliczeniu na 1 g substancji: 1 : 0,726 : 1,809 2/ w przeliczeniu na 1 gramocząsteczkę: 1 : 1,042 : 3,680
UDZIAŁ METABOLIZMU BIAŁKA W PODSTAWOWEJ PRZEMIANIE MATERII (energia metaboliczna cieplna) MĘŻCZYZNA: 30-60 lat 70 kg 1,70 m BMR 1700 kcal/24h 7113 kj/24h utrata białek ciała 0,34 g/kg/h 23,8 g/70kg/24h 23,8 g x 4,23 kcal/g = 100,7 kcal 5,9 %
UDZIAŁ METABOLIZMU BIAŁKA W PODSTAWOWEJ PRZEMIANIE MATERII (produkcja ATP) człowiek w spoczynku utlenia 80-100 moli ATP utlenianie mieszaniny aminokwasów 1 mol (125 g) AA 28,8 moli ATP 23,8 g AA 5,47 moli ATP 5,5 6,8 %
ZUŻYWANIE ATP W SYNTEZIE BIAŁEK CIAŁA synteza mrna, trna, rrna tworzenie wiązań peptydowych inicjacja i terminacja translacji metylacja, glikozylacja, fosforylacja wymiana 350 g białka w ciągu doby 14 moli ATP (ujemny bilans ATP)
UDZIAŁ BIAŁKA W TERMOGENEZIE INDUKOWANEJ POŻYWIENIEM termogeneza indukowana spożyciem (DIT) przeciętnej diety o wartości energetycznej 2 500 kcal wynosi ok. 300-375 kcal (12-15%) termogeneza indukowana spożyciem 70 g białka wynosi ok. 70 kcal (25% EM tego białka) 18-23 %
AMINOKWASY JAKO PALIWO METABOLICZNE DLA MIĘŚNI spożycie AA 70g x strawność 92% = 64,4 g AA (0,52 mola AA) synteza brutto ATP: 0,52 AA mola x 28,8 moli ATP/mol AA = 15 moli ATP koszt wchłaniania i transportu AA = 5,5 moli ATP/1 mol AA 2,86 moli ATP koszt syntezy mocznika = 5,5 moli ATP/1 mol AA 2,86 moli ATP synteza netto ATP: 9,28 moli ATP 17,85 moli ATP/1 mol AA lub 0,143 mola ATP/1 g AA
PALIWO METABOLICZNE DLA MIĘŚNI (PORÓWNANIE) GLUKOZA: 0,185 mola ATP/g AMINOKWASY: 0,143 mola ATP/g KWAS OLEINOWY: 0,52 mola ATP/g 1,3 : 1 : 3,6