Zapotrzebowanie na aminokwasy i ich niezbędność

Aminokwasy są elementarnymi składnikami budulcowymi białek, a jedynie część z nich może być syntetyzowana przez organizm ludzki. Te, których organizm nie potrafi wytworzyć — aminokwasy niezbędne (egzogenne) — muszą być dostarczane z pożywieniem, dlatego to zapotrzebowanie na poszczególne aminokwasy, a nie wyłącznie na białko ogółem, ostatecznie decyduje o wartości odżywczej diety.

Definition

Aminokwas niezbędny (egzogenny) to aminokwas, którego szkieletu węglowego organizm ludzki nie może samodzielnie zsyntetyzować i który musi być zatem dostarczany z dietą; zapotrzebowanie na aminokwasy oznacza takie spożycie tych niezbędnych aminokwasów z pożywieniem, które jest konieczne do podtrzymania syntezy białek i funkcji metabolicznych u zdrowego człowieka.

Scope

Niniejsze hasło obejmuje klasyfikację aminokwasów jako niezbędnych (egzogennych), zbędnych (endogennych) i warunkowo niezbędnych, podstawy i sposoby wyrażania zapotrzebowania na poszczególne aminokwasy oraz to, jak wzorce aminokwasowe stanowią podstawę oceny jakości białka. Hasło ma charakter referencyjno-edukacyjny i nie zawiera zindywidualizowanych zaleceń dotyczących spożycia ani suplementacji.

Core questions

• Które aminokwasy są niezbędne i dlaczego organizm nie może ich syntetyzować?
• Co odróżnia aminokwasy niezbędne, zbędne i warunkowo niezbędne?
• W jaki sposób wyznacza się i wyraża zapotrzebowanie na poszczególne aminokwasy?
• Jak wzorce zapotrzebowania na aminokwasy stanowią podstawę punktacji jakości białka?
• Kiedy normalnie zbędny aminokwas może stać się warunkowo niezbędny?

Key concepts

• Aminokwasy niezbędne (egzogenne)
• Aminokwasy zbędne (endogenne)
• Aminokwasy warunkowo niezbędne
• Wzorzec zapotrzebowania na aminokwasy (wzorzec punktacji)
• Aminokwas limitujący
• Metoda oksydacji wskaźnikowego aminokwasu

Mechanisms

Organizm ludzki może syntetyzować niektóre aminokwasy z innych substratów, lecz brakuje mu szlaków umożliwiających wytworzenie szkieletów węglowych aminokwasów niezbędnych (takich jak lizyna, metionina, treonina, tryptofan oraz aminokwasy rozgałęzione), które muszą pochodzić z białka pokarmowego. Aminokwasy zbędne mogą być wytwarzane endogennie, natomiast aminokwasy warunkowo niezbędne stają się wymagane w diecie wówczas, gdy ich synteza jest ograniczona przez stan fizjologiczny lub dostępność prekursorów (wu-2009). Zapotrzebowanie na poszczególne aminokwasy niezbędne szacuje się metodami obejmującymi bilans azotowy oraz badania oksydacji aminokwasów, a następnie wyraża się je jako wzorzec zapotrzebowania, który służy zarazem jako punkt odniesienia dla wskaźników jakości białka (faowhounu-2007, iom-2005). Aminokwas, którego podaż jest najmniejsza w stosunku do tego wzorca, stanowi aminokwas limitujący dla danego białka.

Clinical relevance

Wzorce zapotrzebowania na aminokwasy stanowią punkt odniesienia, względem którego ocenia się jakość białka pokarmowego, i są stosowane przy ocenie diet mieszanych oraz opartych na roślinach, a także w edukacji żywieniowej dotyczącej białek komplementarnych (young-pellett-1994, faowhounu-2007). Niniejsze hasło ma charakter referencyjno-edukacyjny i opisuje, jak definiuje się i mierzy niezbędność aminokwasów oraz zapotrzebowanie na nie; nie zawiera zaleceń dotyczących określonych dawek aminokwasów ani suplementów dla osób indywidualnych.

History

Klasyfikacja aminokwasów jako niezbędnych lub zbędnych została ustalona w połowie XX wieku na podstawie badań żywieniowych na ludziach i zwierzętach, w szczególności na podstawie prac Williama Cumminga Rose'a, który określił aminokwasy niezbędne i zapotrzebowanie na nie. Szacunki zapotrzebowania były następnie udoskonalane metodami ze stabilnymi izotopami i oksydacji aminokwasów, a ich wyniki zostały zestawione przez gremia eksperckie, które ustaliły wzorce referencyjne stosowane w ocenie jakości białka (faowhounu-2007, iom-2005, wu-2009).

Debates

Jak dokładnie znane jest zapotrzebowanie na poszczególne aminokwasy?

Szacunki uzyskane metodą bilansu azotowego i metodami oksydacji aminokwasów niekiedy się różniły, a wzorce referencyjne były rewidowane w miarę jak nowsze metody znacznikowe uszczegółowiały wartości zapotrzebowania, toteż dokładne wartości dla niektórych aminokwasów niezbędnych pozostają przedmiotem trwającej ewaluacji.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Co sprawia, że aminokwas jest niezbędny?

Aminokwas jest niezbędny (egzogenny), gdy organizm ludzki nie może samodzielnie syntetyzować jego szkieletu węglowego w tempie wystarczającym do zaspokojenia potrzeb, wobec czego musi być dostarczany z białkiem pokarmowym; pozostałe aminokwasy są zbędne, ponieważ organizm może je wytwarzać samodzielnie.

Czym jest warunkowo niezbędny aminokwas?

Warunkowo niezbędny aminokwas to taki, który normalnie jest zbędny, lecz staje się wymagany w diecie w szczególnych okolicznościach — takich jak niedojrzałość, choroba czy ograniczona dostępność prekursorów — gdy własna synteza organizmu nie nadąża za zapotrzebowaniem.