กรดอะมิโนจำเป็นและคุณภาพของโปรตีน
กรดอะมิโนจำเป็น (indispensable) คือกรดอะมิโนที่ร่างกายมนุษย์ไม่สามารถสังเคราะห์ได้ในอัตราที่เพียงพอต่อความต้องการทางเมตาบอลิซึม จึงต้องได้รับจากอาหาร ส่วนนี้รวบรวมชีวเคมีของกรดอะมิโนเหล่านั้น วิธีการประมาณความต้องการในอาหาร และวิธีการตัดสินคุณภาพของโปรตีนในอาหารโดยพิจารณาจากความเหมาะสมของโครงสร้างกรดอะมิโนและการย่อยได้กับความต้องการของมนุษย์
Definition
กรดอะมิโนจำเป็นคือกรดอะมิโนเก้าชนิด (ฮิสติดีน, ไอโซลิวซีน, ลิวซีน, ไลซีน, เมไทโอนีน, ฟีนิลอะลานีน, ทรีโอนีน, ทริปโตเฟน และวาลีน) ที่ไม่สามารถสังเคราะห์ขึ้นใหม่ (de novo) ได้ในปริมาณที่เพียงพอและต้องได้รับจากอาหาร คุณภาพของโปรตีนคือระดับที่โปรตีนในอาหารให้กรดอะมิโนเหล่านี้ในปริมาณและรูปแบบที่ย่อยได้ซึ่งจำเป็นต่อการตอบสนองความต้องการทางเมตาบอลิซึม
Scope
ส่วนนี้จะนำผู้อ่านไปสู่สี่หัวข้อที่เชื่อมโยงกัน ได้แก่ กรดอะมิโนสายโซ่กิ่งและบทบาทในการเผาผลาญกล้ามเนื้อและพลังงาน กรดอะมิโนอะโรมาติกที่เป็นสารตั้งต้นของสารสื่อประสาท การประมาณความต้องการกรดอะมิโนและปริมาณสารอาหารที่แนะนำ และการประเมินคุณภาพโปรตีนและการเสริมโปรตีนจากพืช โดยถือว่าสิ่งเหล่านี้เป็นหัวข้อชีวเคมีและโภชนาการอ้างอิงมากกว่าคำแนะนำทางคลินิก
Sub-topics
Core questions
- กรดอะมิโนชนิดใดบ้างที่จำเป็นต่ออาหาร และเหตุใดร่างกายจึงไม่สามารถสร้างขึ้นมาเองได้?
- ความต้องการกรดอะมิโนแต่ละชนิดของมนุษย์ประมาณได้อย่างไร?
- อะไรที่ทำให้โปรตีนในอาหารชนิดหนึ่งมีคุณภาพสูงกว่าอีกชนิดหนึ่ง?
- โปรตีนจากพืชที่เสริมกันสามารถตอบสนองความต้องการกรดอะมิโนจำเป็นได้อย่างไร?
Key concepts
- กรดอะมิโนจำเป็น (indispensable)
- ดุลไนโตรเจน
- กรดอะมิโนจำกัด
- คุณภาพและการย่อยได้ของโปรตีน
- การเสริมโปรตีน
- รูปแบบความต้องการกรดอะมิโน
Mechanisms
โปรตีนในอาหารจะถูกย่อยเป็นกรดอะมิโนและเปปไทด์ขนาดเล็ก ดูดซึม และนำไปใช้สร้างโปรตีนในร่างกาย และเป็นสารตั้งต้นของสารประกอบที่มีไนโตรเจนหลายชนิด เนื่องจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขาดเอนไซม์ในการสังเคราะห์โครงสร้างคาร์บอนบางชนิด กรดอะมิโนจำเป็นจึงต้องมาจากอาหาร การขาดกรดอะมิโนจำเป็นที่จำกัดที่สุดเพียงชนิดเดียวจะจำกัดปริมาณกรดอะมิโนอื่นๆ ที่สามารถนำไปใช้ในการสังเคราะห์โปรตีนได้ ความสอดคล้องกันระหว่างองค์ประกอบกรดอะมิโนของโปรตีนในอาหาร การย่อยได้ และรูปแบบความต้องการของมนุษย์เป็นตัวกำหนดคุณค่าทางโภชนาการ (Wu, 2009; Young & Borgonha, 2000)
Clinical relevance
ความเข้าใจเกี่ยวกับกรดอะมิโนจำเป็นและคุณภาพของโปรตีนเป็นพื้นฐานในการอธิบายความเพียงพอของโปรตีนในอาหารในวิทยาศาสตร์โภชนาการ และวิธีการประเมินอาหารจากพืชและอาหารผสม ส่วนนี้อธิบายแนวคิดที่ใช้ในการกำหนดลักษณะความเพียงพอของอาหารในระดับประชากรและระดับอ้างอิง และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการสั่งยาสำหรับแต่ละบุคคล
Evidence & guidelines
การประมาณความต้องการและวิธีการหาคุณภาพโปรตีนได้รับการพัฒนาผ่านการศึกษาดุลไนโตรเจนและการศึกษาด้วยสารติดตาม และได้รับการจัดทำเป็นรหัสโดยหน่วยงานผู้เชี่ยวชาญ เช่น FAO/WHO/UNU และกระบวนการอ้างอิงอาหารระดับชาติ คะแนนกรดอะมิโนที่ปรับแก้การย่อยได้ของโปรตีน (Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score, PDCAAS) และแนวทางที่ตามมาได้นำคุณภาพโปรตีนมาใช้ในทางปฏิบัติสำหรับการกำกับดูแลและการใช้ทางโภชนาการ (Schaafsma, 2000; Young & Pellett, 1994)
History
แนวคิดเรื่องความจำเป็นทางอาหารได้รับการจัดตั้งขึ้นในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการศึกษาในมนุษย์ของ William Rose ซึ่งระบุกรดอะมิโนที่จำเป็นและความต้องการของพวกมัน งานวิจัยในภายหลังที่ใช้สารติดตามไอโซโทปเสถียร ซึ่งสรุปไว้ในรูปแบบความต้องการของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ได้ปรับปรุงการประมาณความต้องการให้สูงขึ้นและปรับเปลี่ยนวิธีการประเมินคุณภาพโปรตีน (Young & Borgonha, 2000)
Key figures
- Vernon Young
- Guoyao Wu
- William Rose
Related topics
Seminal works
- wu-2009
- young-2000-mit
- schaafsma-2000
Frequently asked questions
- กรดอะมิโนกี่ชนิดที่จำเป็นสำหรับมนุษย์?
- กรดอะมิโนเก้าชนิดถือว่าจำเป็นต่ออาหารสำหรับมนุษย์ ได้แก่ ฮิสติดีน, ไอโซลิวซีน, ลิวซีน, ไลซีน, เมไทโอนีน, ฟีนิลอะลานีน, ทรีโอนีน, ทริปโตเฟน และวาลีน เนื่องจากร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ได้ในปริมาณที่เพียงพอ
- คุณภาพของโปรตีนหมายถึงอะไร?
- คุณภาพของโปรตีนอธิบายว่าโปรตีนในอาหารสามารถให้กรดอะมิโนจำเป็นในสัดส่วนและรูปแบบที่ย่อยได้ตามความต้องการของมนุษย์ได้ดีเพียงใด โปรตีนที่จำกัดในกรดอะมิโนจำเป็นชนิดใดชนิดหนึ่งจะมีคุณภาพต่ำกว่าสำหรับความต้องการนั้น