OPTYMALNY POZIOM SPOŻYCIA BIAŁKA
Transkrypt
OPTYMALNY POZIOM SPOŻYCIA BIAŁKA
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