Ανάγκες σε αμινοξέα και απαραιτητότητα

Τα αμινοξέα αποτελούν τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών, και μόνο ορισμένα από αυτά μπορούν να συντεθούν από τον ανθρώπινο οργανισμό. Εκείνα που δεν μπορούν — τα αναντικατάστατα ή απαραίτητα αμινοξέα — πρέπει να παρέχονται μέσω της διατροφής, γι' αυτό οι ανάγκες σε μεμονωμένα αμινοξέα, και όχι μόνο η συνολική πρωτεΐνη, καθορίζουν τελικά τη διατροφική επάρκεια μιας δίαιτας.

Definition

Ένα απαραίτητο (αναντικατάστατο) αμινοξύ είναι εκείνο του οποίου ο ανθρακικός σκελετός δεν μπορεί να συντεθεί από τον ανθρώπινο οργανισμό και πρέπει επομένως να λαμβάνεται μέσω της τροφής· οι ανάγκες σε αμινοξέα αντιστοιχούν στις διατροφικές προσλήψεις αυτών των αναντικατάστατων αμινοξέων που απαιτούνται για τη στήριξη της πρωτεϊνοσύνθεσης και της μεταβολικής λειτουργίας σε υγιές άτομο.

Scope

Το θέμα αυτό καλύπτει την κατάταξη των αμινοξέων σε αναντικατάστατα (απαραίτητα), αντικαταστατά (μη απαραίτητα) και υπό συνθήκες αναντικατάστατα, τη βάση και την έκφραση των ατομικών αναγκών σε αμινοξέα, καθώς και τον τρόπο με τον οποίο τα πρότυπα αμινοξέων διέπουν την αξιολόγηση της ποιότητας πρωτεΐνης. Έχει εκπαιδευτικό-αναφορικό χαρακτήρα και δεν παρέχει εξατομικευμένες συμβουλές πρόσληψης ή καθοδήγηση σχετικά με συμπληρώματα.

Core questions

• Ποια αμινοξέα είναι απαραίτητα και γιατί δεν μπορεί να τα συνθέσει ο οργανισμός;
• Τι διακρίνει τα απαραίτητα, τα μη απαραίτητα και τα υπό συνθήκες απαραίτητα αμινοξέα;
• Πώς προσδιορίζονται και εκφράζονται οι ανάγκες σε μεμονωμένα αμινοξέα;
• Με ποιον τρόπο τα πρότυπα αναγκών σε αμινοξέα διέπουν τη βαθμολόγηση ποιότητας πρωτεΐνης;
• Πότε μπορεί ένα συνήθως μη απαραίτητο αμινοξύ να καταστεί υπό συνθήκες απαραίτητο;

Key concepts

• Αναντικατάστατα (απαραίτητα) αμινοξέα
• Αντικαταστατά (μη απαραίτητα) αμινοξέα
• Υπό συνθήκες αναντικατάστατα αμινοξέα
• Πρότυπο αναγκών σε αμινοξέα (πρότυπο βαθμολόγησης)
• Περιοριστικό αμινοξύ
• Μέθοδος οξείδωσης δείκτη αμινοξέος

Mechanisms

Ο ανθρώπινος οργανισμός μπορεί να συνθέσει ορισμένα αμινοξέα από άλλα υποστρώματα, αλλά δεν διαθέτει τα μεταβολικά μονοπάτια για τη δημιουργία των ανθρακικών σκελετών των αναντικατάστατων αμινοξέων (όπως η λυσίνη, η μεθειονίνη, η θρεονίνη, η τρυπτοφάνη και τα διακλαδισμένης αλύσου αμινοξέα), τα οποία πρέπει να προέρχονται από τη διατροφική πρωτεΐνη. Τα αντικαταστατά αμινοξέα παράγονται ενδογενώς, ενώ τα υπό συνθήκες αναντικατάστατα καθίστανται διατροφικές απαιτήσεις όταν η σύνθεσή τους περιορίζεται λόγω φυσιολογικής κατάστασης ή διαθεσιμότητας πρόδρομων ουσιών (wu-2009). Οι ανάγκες για μεμονωμένα αναντικατάστατα αμινοξέα εκτιμώνται με μεθόδους που περιλαμβάνουν ισοζύγιο αζώτου και μελέτες οξείδωσης αμινοξέων, και στη συνέχεια εκφράζονται ως πρότυπο αναγκών που χρησιμεύει επίσης ως αναφορά για τη βαθμολόγηση ποιότητας πρωτεΐνης (faowhounu-2007, iom-2005). Το αμινοξύ που βρίσκεται σε σχετική ανεπάρκεια σε σχέση με αυτό το πρότυπο αποτελεί το περιοριστικό αμινοξύ για μια δεδομένη πρωτεΐνη.

Clinical relevance

Τα πρότυπα αναγκών σε αμινοξέα αποτελούν την αναφορά με βάση την οποία κρίνεται η ποιότητα της διατροφικής πρωτεΐνης και χρησιμοποιούνται στην αξιολόγηση μεικτών διαιτών και διαιτών φυτικής βάσης, καθώς και στη διατροφική εκπαίδευση σχετικά με τις συμπληρωματικές πρωτεΐνες (young-pellett-1994, faowhounu-2007). Το παρόν λήμμα έχει εκπαιδευτικό-αναφορικό χαρακτήρα, περιγράφοντας τον τρόπο με τον οποίο ορίζεται και μετράται η απαραιτητότητα και οι ανάγκες· δεν συνιστά συγκεκριμένες προσλήψεις αμινοξέων ή συμπληρώματα για άτομα.

History

Η κατάταξη των αμινοξέων σε απαραίτητα ή μη απαραίτητα καθιερώθηκε μέσω μελετών σίτισης σε ανθρώπους και ζώα κατά τα μέσα του εικοστού αιώνα, με εξέχουσα τη συνεισφορά του William Cumming Rose, ο οποίος όρισε τα αναντικατάστατα αμινοξέα και τις αντίστοιχες ανάγκες. Οι εκτιμήσεις αναγκών αναθεωρήθηκαν αργότερα με μεθόδους σταθερών ισοτόπων και οξείδωσης αμινοξέων, και κωδικοποιήθηκαν από εμπειρογνώμονες, οι οποίοι καθόρισαν τα πρότυπα αναφοράς για την αξιολόγηση ποιότητας πρωτεΐνης (faowhounu-2007, iom-2005, wu-2009).

Debates

Πόσο ακριβώς είναι γνωστές οι ανάγκες σε μεμονωμένα αμινοξέα;

Οι εκτιμήσεις που προέρχονται από μεθόδους ισοζυγίου αζώτου και οξείδωσης αμινοξέων ενίοτε διαφέρουν μεταξύ τους, και τα πρότυπα αναφοράς έχουν αναθεωρηθεί καθώς νεότερες μέθοδοι ιχνηθέτησης διεύρυναν τις εκτιμήσεις αναγκών, γεγονός που σημαίνει ότι οι ακριβείς τιμές για ορισμένα αναντικατάστατα αμινοξέα παραμένουν αντικείμενο συνεχούς αξιολόγησης.

Key figures

• William Cumming Rose
• Vernon Young
• Guoyao Wu
• Peter Pellett

Seminal works

• faowhounu-2007
• wu-2009
• young-pellett-1994

Frequently asked questions

Τι καθιστά ένα αμινοξύ απαραίτητο;

Ένα αμινοξύ θεωρείται απαραίτητο, ή αναντικατάστατο, όταν ο ανθρώπινος οργανισμός δεν μπορεί να συνθέσει τον ανθρακικό του σκελετό σε επαρκή ρυθμό για να καλύψει τις ανάγκες, οπότε πρέπει να παρέχεται μέσω της διατροφικής πρωτεΐνης· τα υπόλοιπα αμινοξέα είναι μη απαραίτητα επειδή ο οργανισμός μπορεί να τα παράγει.

Τι είναι ένα υπό συνθήκες απαραίτητο αμινοξύ;

Ένα υπό συνθήκες απαραίτητο αμινοξύ είναι εκείνο που είναι κανονικά μη απαραίτητο, αλλά καθίσταται διατροφική απαίτηση υπό ορισμένες συνθήκες, όπως η ανωριμότητα, η ασθένεια ή η περιορισμένη διαθεσιμότητα πρόδρομων ουσιών, όταν η ενδογενής σύνθεση δεν μπορεί να ανταποκριθεί στη ζήτηση.