Document 2337017

Глава 3: Протеин – “основной” питательный элемент
Слово «протеин» происходит из концепции о том, что это основной и незаменимый
для жизни питательный элемент. Витамины (где vita означает жизнь, а amin означает
протеин) получили свое название из ошибочного представления о том, что аминокислоты
– строительные блоки протеинов – являлись незаменимой составляющей для
поддержания жизни на Земле. Поддержание достаточного количества протеинов в
мышцах и органах действительно существенно для жизни и является основной целью
адаптации к возникновению голода. В сущности, потеря протеинов потеря организмом
более 50 процентов протеинов считается несовместимой с жизнью.
Протеины присутствуют как в животной, так и в растительной пище, однако состав
аминокислот – строительных блоков протеинов – полученный из разных источников,
существенно различается. В результате выделяют набор из 21 аминокислоты, в котором
девять являются незаменимыми. Незаменимыми аминокислотами считаются те
аминокислоты, которые не могут быть синтезированы из других аминокислот, но
необходимы организму, в силу чего обязательно должны потребляться с пищей.
Стандартный способ образования заменимых аминокислот подразумевает
метаболизацию других аминокислот. Все аминокислоты имеют схожую структуру,
состоящую из альфа-аминного азота и карбоновой кислоты (амино- и карбоксильной
групп). Определяет их различность между собой боковая цепь, обозначенная буквой R на
схеме ниже:
R-C–C–O–O–H
NH2
Некоторые аминокислоты называются условно незаменимыми в силу того, что они
необходимы организму в период роста для обеспечения адекватных темпов и
показателей роста, но теряют свою актуальность во взрослом состоянии, когда рост
останавливается. Одной из таких аминокислот является гистидин, который является
незаменимым в процессе выращивания крыс, пока они ни станут взрослыми. Большой
пласт информации о необходимости аминокислот получен из исследований на крысах,
когда одинарное изъятие аминокислот из рациона дает понять, являлась ли она
незаменимой или нет. Например, лизин и треонин не могут образовываться из других
аминокислот посредством трансаминации и должны попадать в организм с пищей.
Незаменимые аминокислоты
Гистидин
Фенилаланин
Изолейцин
Треонин
Лейцин
Триптофан
Лизин
Валин
Метионин
Заменимые аминокислоты
Аланин
Глицин
Аргинин
Пролин
Аспарагин
Серин
Аспарагиновая кислота Таурин
Цистеин
Тирозин
Глютаминовая кислота
Глютамин
Запасы протеина и выживание
Человечество очень хорошо подготовлено к случаям возможного недоедания и
голодания, и данная адаптивная способность отражается как в способе накапливания
организмом запасов энергии, так и в способе последующего их использования тогда,
когда поступление в организм пищи сокращается или вовсе прекращается. В организме
среднего мужчины весом 70 кг наибольший запас калорий хранится в виде жира в
жировой ткани, составляя примерно 135,000 калорий, хранимых в 13.5 кг жировой ткани.
Данная «камера хранения» может быть значительно увеличена в результате длительного
переедания у лиц, страдающих ожирением. Примерно 54,000 калорий хранится в нашем
организме в виде протеинов в мышечной ткани и внутренних органах. Однако только
половина данных калорий может быть использована в качестве энергии, в силу того, что
падение ресурса протеинов ниже 50 процентов от всего запаса, принято считать
несовместимым с жизнью.
В дополнение к тому, что они являются источником энергии, протеины имеют
функциональное значение для многих органов, включая печень, и истощение их уровня
ведет к ослаблению иммунитета и его уязвимости для инфекций. Ведь, в сущности, самой
распространенной причиной смерти при эпидемии голода является простая
бактериальная пневмония. Запасание организмом протеинов является адаптационным
признаком, тесно связанным со стремлением выжить во время острых эпидемий голода.
Запасы энергии в организме стройного мужчины весом 70кг
Триглицериды в печени = 450 ккал
triglyceride = 450 kcal ккал
Гликоген в печени = 400 ккал
Триглицериды в мышцах = 3000 ккал
triglyceride = 450 kcal ккал
Гликоген в мышцах = 2500 ккал
Триглицериды в
жировой ткани
120,000 ккал
Обогащение рациона протеинами для контроля веса
Механизмы, способствующие возникновению ожирения, довольно сложны и
включают взаимодействие поведенческих компонентов с гормональными, генетическими
и обменными процессами (1–3). Имеются основания полагать, что небольшое увеличение
пропорции протеинов в рационе питания, при одновременном контроле общей его
калорийности, может положительно сказаться на составе тканей тела, облегчить процесс
снижения жировой массы и способствовать процессу поддержания веса после его
снижения (3–6). Ряд недавно проведенных исследований продемонстрировал, что диета с
более низким содержанием углеводов улучшает гликемический контроль, как у здоровых
испытуемых, так и у пациентов, страдающих диабетом 2-го типа, и может способствовать
улучшению показателей уровня триацилглицениров натощак, Холестерола-ЛПВП и
соотношения общего холестерина к холестеролу-ЛПВП за период в 6 -12 месяцев (7, 8).
Однако снижение и поддержание веса является возможным, как при низком, так и при
высоком содержании углеводов в рационе. Ранее полученная информация из
Национального реестра контроля веса предположила, что среди общих признаков,
объединяющих пациентов, которым удавалось успешно поддерживать вес после его
снижения на протяжении длительного периода времени, был выбор в пользу
высокоуглеводного рациона питания с низким содержанием жиров (9). Более поздние
сведения указывают на то, что рацион питания с умеренным содержанием жиров также
может быть эффективным (10). При этом, положительный эффект, наблюдаемый при
повышенном потреблении протеинов, сегодня относят, в первую очередь, к более низкому
потреблению энергии, обусловленному большим чувством сытости (8, 11–13), меньшей
энергоотдачей и/или повышенным термогенезом (14–16), положительным воздействием
на состав тканей тела, особенно – безжировую его массу (4, 17, 18), и улучшением
гликемического контроля(18, 19).
Давно доказано, что в большинстве случаев, протеин является более
насыщающим, чем изоэнергетическое поглощение углеводов или жиров (8, 11–13). Это
означает, что небольшое увеличение в потреблении протеинов за счет остальных
макроэлементов, может способствовать поддержанию чувства сытости и облегчить
процесс снижения веса благодаря уменьшению потребления энергии (20). Повышенное
чувство сытости от потребления протеинов наблюдалось при использовании одного
подобного приема пищи (21, 22) в течение 24 часов (23). В рамках одного
непродолжительного исследования оценивались чувство сытости и скорость обмена
веществ в течение 24-часового периода в респираторной камере. На протяжении всего
дня чувство сытости было выше у группы с высоким потреблением протеинов
(протеины/углеводы/жиры: 30/60/10 процентов энергии) в сравнении с группой с высоким
потреблением жиров (протеины/углеводы/жиры: 10/30/60 процентов энергии). Важно
заметить, что данный эффект был отмечен как в период после приема пищи, так и
непосредственно во время него (12).
Отрицательный баланс энергии, наблюдаемый при более высоком потреблении
протеинов, вероятно, обуславливается более низкой спонтанностью в потреблении
энергии (калорий) в силу повышенного ощущения сытости (11–13)и большего
термогенного эффекта (14–16). Эта способность протеинов при умеренно высоком их
потреблении в рамках рациона питания препятствовать повторному набору веса после
его снижения, в конечном счете, является ключевым определяющим фактором
эффективности. В исследовании с участием 113 умеренно полных мужчин и женщин,
которые потеряли от 5 до 10 процентов веса от общей массы тела во время
четырехнедельной диеты с очень низким содержанием калорий, те, кто потреблял 18
процентов энергии от всей калорийности рациона в виде протеинов (101.7 г/день) в
течение 6-месячной фазы поддержания веса, повторно набрали меньше, чем
испытуемые, потреблявшие лишь 15 процентов от всей калорийности рациона в виде
протеинов (82.7 г/день) (17). Кроме этой разницы в 3 процента в потреблении протеинов,
исследователи отметили, что данный эффект не зависел ни от каких других факторов,
таких как осознанное ограничение себя, физическая активность, общий расход энергии
или расход энергии в состоянии покоя, или же от показателей голода, ввиду того, что ни
по одному из данных параметров различий между группами не было.
Несмотря на наличие некоторых доказательств того, что при привычном
следовании рациону питания с повышенным содержанием протеинов, его эффект на
чувство насыщения с течением времени может ослабеть (24), имеются и другие
свидетельства, утверждающие, что способности рациона питания с более высоким
содержанием протеинов к лучшему насыщению организма являются относительно
продолжительными (25–27). В рамках 16-недельного исследования испытуемые,
следовавшие рациону питания с более высоким содержанием протеинов (34 процента)/и
более низким содержанием жиров (29 процентов), показали больший уровень насыщения
после приема пищи, чем испытуемые, следовавшие диете со стандартным содержанием
протеинов (18 процентов)/и более высоким содержанием жиров (45 процентов) (27).
ССЫЛКИ
1. Skov AR, Toubro S, Ronn B, Holm L, Astrup A. Randomized trial on protein vs. carbohydrate
in ad libitum fat reduced diet for the treatment of obesity. Int J Obes Relat Metab Disord
1999;23:528–36.
2. Tremblay F, Lavigne C, Jacques H, Marette A. Role of dietary proteins and amino acids in the
pathogenesis of insulin resistance. Annu Rev Nutr 2007;27:293–310.
3. Westerterp-Plantenga MS, Lejeune MP. Protein intake and body-weight regulation. Appetite
2005;45:187–90.
4. Westerterp-Plantenga MS, Lejeune MP, Nijs I, van Ooijen M, Kovacs EM. High protein intake
sustains weight maintenance after body weight loss in humans. Int J Obes Relat Metab Disord
2004;28:57–64.
5. Layman DK. Protein quantity and quality at levels above the RDA improves adult weight loss.
J Am Coll Nutr 2004;23:631S–6S.
6. Layman DK, Evans E, Baum JI, Seyler J, Erickson DJ, Boileau RA. Dietary protein and
exercise have additive effects on body composition during weight loss in adult women. J Nutr
2005;135:1903–10.
7. Westman EC, Feinman RD, Mavropoulos JC, et al. Low-carbohydrate nutrition and
metabolism. Am J Clin Nutr 2007;86:276–84.
8. Yancy WS Jr, Olsen MK, Guyton JR, Bakst RP, Westman EC. A low-carbohydrate, ketogenic
diet versus a low-fat diet to treat obesity and hyperlipidemia: a randomized, controlled trial. Ann
Intern Med 2004;140:769–77.
9. Hill JO, Wyatt H, Phelan S, Wing R. The National Weight Control Registry: is it useful in
helping deal with our obesity epidemic? J Nutr Educ Behav 2005;37:206–10.
10. Phelan S, Wyatt HR, Hill JO, Wing RR. Are the eating and exercise habits of successful
weight losers changing? Obesity (Silver Spring) 2006;14:710–6.
11. Astrup A. The satiating power of protein—a key to obesity prevention? Am J Clin Nutr
2005;82:1–2.
12. Westerterp-Plantenga MS, Rolland V, Wilson SA, Westerterp KR. Satiety related to 24 h
diet-induced thermogenesis during high protein/carbohydrate vs high fat diets measured in a
respiration chamber. Eur J Clin Nutr 1999;53:495–502.
13. Westman EC, Yancy WS, Edman JS, Tomlin KF, Perkins CE. Effect of 6-month adherence
to a very low carbohydrate diet program. Am J Med 2002;113:30–6.
14. Raben A, Agerholm-Larsen L, Flint A, Holst JJ, Astrup A. Meals with similar energy densities
but rich in protein, fat, carbohydrate, or alcohol have different effects on energy expenditure and
substrate metabolism but not on appetite and energy intake. Am J Clin Nutr 2003;77:91–100.
15. Tappy L. Thermic effect of food and sympathetic nervous system activity in humans. Reprod
Nutr Dev 1996;36:391–7.
16. Parker B, Noakes M, Luscombe N, Clifton P. Effect of a high-protein, high-monounsaturated
fat weight loss diet on glycemic control and lipid levels in type 2 diabetes. Diabetes Care
2002;25:425–30.
17. Lejeune MP, Kovacs EM, Westerterp-Plantenga MS. Additional protein intake limits weight
regain after weight loss in humans. Br J Nutr 2005;93:281–9.
18. Layman DK, Boileau RA, Erickson DJ, et al. A reduced ratio of dietary carbohydrate to
protein improves body composition and blood lipid profiles during weight loss in adult women. J
Nutr 2003;133:411–7.
19. Farnsworth E, Luscombe ND, Noakes M, Wittert G, Argyiou E, Clifton PM. Effect of a highprotein, energy-restricted diet on body composition, glycemic control, and lipid concentrations in
overweight and obese hyperinsulinemic men and women. Am J Clin Nutr 2003;78:31–9.
20. Tannous dit El Khoury D, Obeid O, Azar ST, Hwalla N. Variations in postprandial ghrelin
status following ingestion of high-carbohydrate, high-fat, and high-protein meals in males. Ann
Nutr Metab 2006;50:260–9.
21. Blom WA, Lluch A, Stafleu A, et al. Effect of a high-protein breakfast on the postprandial
ghrelin response. Am J Clin Nutr 2006;83:211–20.
22. Latner JD, Schwartz M. The effects of a high-carbohydrate, high-protein or balanced lunch
upon later food intake and hunger ratings. Appetite 1999;33:119–28.
23. Lejeune MP, Westerterp KR, Adam TC, Luscombe-Marsh ND, Westerterp-Plantenga MS.
Ghrelin and glucagon-like peptide 1 concentrations, 24-h satiety, and energy and substrate
metabolism during a high-protein diet and measured in a respiration chamber. Am J Clin Nutr
2006;83:89–94.
24. Long SJ, Jeffcoat AR, Millward DJ. Effect of habitual dietary-protein intake on appetite and
satiety. Appetite 2000;35:79–88.
25. Weigle DS, Breen PA, Matthys CC, et al. A high-protein diet induces sustained reductions in
appetite, ad libitum caloric intake, and body weight despite compensatory changes in diurnal
plasma leptin and ghrelin concentrations. Am J Clin Nutr 2005;82:41–8.
26. Leidy HJ, Carnell NS, Mattes RD, Campbell WW. Higher protein intake preserves lean mass
and satiety with weight loss in pre-obese and obese women. Obesity (Silver Spring)
2007;15:421–9.
27. Moran LJ, Luscombe-Marsh ND, Noakes M, Wittert GA, Keogh JB, Clifton PM. The satiating
effect of dietary protein is unrelated to postprandial ghrelin secretion. J Clin Endocrinol Metab
2005;90:5205–11.