Дієтичні рекомендації повинні відображати нові уявлення про потреби дорослих у білках

Дональд К Лейман

1 Департамент харчової науки та харчування людини, Університет Іллінойсу, Урбана, Іллінойс 61801, США

Це стаття з відкритим доступом, що поширюється на умовах ліцензії Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), яка дозволяє необмежене використання, розповсюдження та відтворення на будь-якому носії за умови, що оригінальна робота правильно цитується.

Анотація

Дієтичні рекомендації для американців містять рекомендації щодо харчування, спрямовані на пропаганду здорового вибору дієти для здоров'я протягом усього життя та зменшення ризику хронічних захворювань. Зі збільшенням віку населення Дієтичні рекомендації 2010 р. Стикаються із зростаючими ризиками вікових проблем ожиріння, остеопорозу, діабету 2 типу, метаболічного синдрому, серцевих захворювань та саркопенії. Нові дослідження демонструють, що розподіл їжі та кількість білка важливі для підтримки складу тіла, здоров'я кісток та гомеостазу глюкози. У цій редакції розглядаються переваги дієтичних білків для здоров’я дорослих, розглядаються недоліки в чинних рекомендаціях щодо харчування та пропонуються концепції щодо вдосконалення дієтичних рекомендацій.

Нові концепції щодо білка для дієтичних рекомендацій

• Білок є важливою складовою дієти дорослих

• Потреби в білках пропорційні вазі тіла; НЕ споживання енергії

• Утилізація білка для дорослих - це функція прийому їжі під час індивідуального прийому їжі

• Більшість дорослих отримують користь від прийому білка, що перевищує мінімальну RDA

Розвивається суперечка щодо дієтичних рекомендацій щодо білків випливає із сучасних уявлень про те, що споживання білка, що перевищує мінімальні вимоги, не приносить користі і може становити довгострокові ризики для здоров'я. Ці переконання значною мірою базуються на припущеннях та екстраполяціях з незначною основою в науці про харчування. Зараз дієти з підвищеним вмістом білка покращують стан здоров’я дорослих із користю для лікування або профілактики ожиріння, остеопорозу, діабету 2 типу, метаболічного синдрому, серцевих захворювань та саркопенії [1-4]. У цій редакції стверджується, що нам потрібні дієтичні рекомендації, які б визнавали ці переваги та підкреслювали правильну кількість білка під час конкретного прийому їжі.

Сучасне уявлення полягає в тому, що білок є дорогою поживною речовиною з обмеженнями у постачанні їжі і підкріплюється результатами вимірювань, які базуються на суворих підходах до витрат і вигод при формуванні дієти. Ця концепція випливає з цілей науки про тварин щодо максимального зростання за рахунок найменш дорогих продуктів харчування. Протоколи годівлі тварин зосереджуються на забезпеченні дешевих вуглеводів як основного джерела енергії та обмеженні дієтичного білка як основи для створення нових білків. Ці заходи засновані на здатності організму вловлювати харчовий азот як білок організму. Таке мислення легко перекладається на харчування у дитинстві, де ріст та накопичення азоту є простими вимірами результатів, щоб підтвердити адекватний харчовий білок, щоб підтримувати ріст у межах норм процентилю. Навіть показники якості білка виводяться із зростання (коефіцієнт ефективності білка: PER) та балансу азоту (Net Protein Utilization: NPU), оціненого в умовах обмеженого споживання білка [5]. З цією історією дієтичні настанови щодо білків розвивались, щоб забезпечити лише мінімальну RDA.

Протягом останнього десятиліття все більший обсяг досліджень показує, що надходження дієтичного білка вище RDA є корисним для підтримання м'язової функції та рухливості [6] та для лікування захворювань, включаючи ожиріння, остеопороз, діабет 2 типу (T2DM), метаболічний синдром (MetS) ), хвороби серця та саркопенія [1-4]. Нове дослідження встановлює переваги для здоров'я та забезпечує молекулярні докази численних результатів метаболізму, пов'язаних із споживанням білка або метаболізмом амінокислот, що не відображається у традиційному вимірі балансу азоту. Ці результати включають передачу сигналів клітин через лейцин [7,8], насичення [9,10], термогенез [11] та контроль глікемії [12,13]. Дієтичний білок, необхідний для оптимізації кожного з цих метаболічних результатів, не відображається в показниках азотного балансу і не представлений в рамках сучасної концепції мінімальної RDA. Отже, що відомо, а чого не вистачає у чинних дієтичних рекомендаціях?

Поточний стан та помилки пропуску

Критерії потреб у білках базуються на забезпеченні мінімуму незамінних амінокислот (ЕАА), необхідних як будівельний матеріал для нових білкових структур [5]. Фундаментальна філософія, що лежить в основі RDA, полягає в тому, що як тільки вимоги до субстрату для EAA задовольняються, потреба в білку задовольняється. Розширення цієї філософії означає, що будь-які додаткові амінокислоти, що перевищують мінімальну RDA, непотрібні і не мають харчової цінності.

Ця концепція достатності субстрату оцінюється шляхом короткочасного утримання азоту. Титрування амінокислот у раціоні від безбілкових до надмірних споживань забезпечує майже лінійну реакцію балансу азоту від негативного до позитивного. Передбачається, що баланс азоту (тобто споживання = екскреція) відображає E-вимірне обладнання A verage R (EAR)

0,66 г/кг/д) [14]. Ця EAR плюс коефіцієнт безпеки - це поточна RDA (0,8 г/кг/день), що визначається як "мінімальна добова потреба в білку для підтримки короткочасного балансу азоту у здорових людей з помірною фізичною активністю" [14].

У точці перегину для азотного балансу плазмові концентрації ЕАА швидко зростають, стимулюючи окислення амінокислот [5], і це приймається як підтвердження того, що азотний баланс забезпечує міру ефективності білка. Вважається, що збільшення амінокислот у плазмі крові є насиченням потреб субстрату (тобто зарядкою тРНК), а будь-які додаткові амінокислоти розкладаються в результаті окислення до енергії. Окислення амінокислот служить для підтвердження азотного балансу як показник ефективності білка. Вживання білка над точкою перегину в азотному балансі або окисленні амінокислот, як вважається, відображає неефективне використання або навіть непотрібні відходи. Це концепція витрат/вигод, коли мінімальна вартість дієтичних інгредієнтів збалансована з можливістю змін у розмірах тіла. Мета - найбільший розмір тіла за найменших витрат. Ця концепція є принципово хибною, якщо застосовувати її до дорослих, що не ростуть.

Ще однією головною вадою дієтичних настанов є неможливість визнати, що потреби в білках в їжі обернено пропорційні споживанню енергії [15]. Поточні рекомендації представляють потреби у білках як відсоток енергії пропорційно вуглеводів та жирів. Наприклад, MyPyramid представляє цілі макроелементів: 55% енергії з вуглеводів, 30% з жирів та 15% з білків. При великому споживанні енергії цей баланс макроелементів є достатнім. Доросла людина вагою 70 кг з енергоспоживанням 2500 ккал/добу досягла б щоденного споживання 93 г білка, що безпечно перевищує мінімальну потребу в РДА 56 г/день (тобто 0,8 г/кг). Однак, якщо споживання енергії зменшується для регулювання ваги або під час старіння, рекомендувати білок як відсоток енергії є серйозною помилкою та потенційно шкідливою. Під час схуднення загальне добове споживання енергії часто менше 1400 ккал/добу. Якщо ціль білка представлена як 15% споживання енергії, щоденне споживання білка обмежується лише 52 г. Потреби в білках є функцією нежирної маси тканини і повинні збільшуватися у відсотках до низькоенергетичних дієт.

Рада з питань харчування та харчування визнала потенціал біологічного різноманіття та індивідуальний вибір за допомогою DRI для макроелементів та створила прийнятний діапазон розподілу макроелементів (AMDR) (14). AMDR для білка забезпечує мінімальне споживання RDA 0,8 г/кг з діапазоном до щонайменше 2,5 г/кг без будь-якого ідентифікованого ризику верхньої межі. Діапазон AMDR, на жаль, був перетворений у відсоток споживання енергії (від 10% до 35% енергії), щоб відповідати рекомендаціям щодо вуглеводів та жиру. Хоча це забезпечує узгодженість представлення рекомендацій щодо поживних речовин, представлення білка як відсотка енергії зменшує видиму значимість дієтичного білка до другорядного джерела енергії. Це важливе концептуальне питання щодо дієтичних вказівок. Споживачі повинні розуміти, що абсолютні потреби в білках (грами на день) пов'язані з масою тіла і залишаються практично незмінними протягом усього споживання енергії. Якщо рекомендації щодо білків підтримуються як опосередкована залежність від споживання енергії (від 10% до 35% енергії), тоді дієтичні рекомендації повинні підкреслити, що потреби в білках зростають приблизно на 1% на кожні 100 ккал зменшення споживання енергії нижче 2000 ккал/добу.

Підводячи підсумок, недоліки сучасного розуміння потреб у харчових білках полягають у тому, що 1) баланс азоту та окислення амінокислот корисні лише для визначення мінімальних потреб у білках, а не оптимальних потреб у амінокислотах, 2) потреба в білках пропорційна вазі тіла та обернено пропорційна енергії 3) дорослим потрібно більше ЕАА, ніж дітям, щоб підтримувати ефективність обміну білка в структурних тканинах.

Нові знання про білок

Білок та амінокислоти сприяють різноманітній метаболічній ролі, крім простих субстратів для синтезу білка. Дієтичний білок впливає на сигналізацію клітин, насичення, термогенез та регулювання глікемії, і кожна з цих ролей ініціюється збільшенням концентрації амінокислот у плазмі та внутрішньоклітинних. Ці метаболічні результати стають важливими лише при прийомі препаратів, що перевищує мінімальну РДА. Використовуючи сучасні показники балансу азоту та окислення амінокислот як єдиних критеріїв для потреб у білках, ці результати метаболізму відкидаються, як неефективні та марнотратні. Більш логічна точка зору полягає в тому, що ці нові результати метаболізму створюють основу для AMDR та забезпечують індивідуалізацію вибору дієти. Люди можуть розробити здорову та адекватну дієту за мінімальною RDA, щоб запобігти дефіциту, або розробити дієти з підвищеним вмістом білка з додатковими вигодами для здоров’я.

Розподіл білка під час їжі. А) Проковтування 90 грамів білка, розподіленого рівномірно за 3 прийоми їжі. Б) Проковтування 90 грамів білків, нерівномірно розподілених протягом доби. Стимулюючи синтез м’язового білка максимально під час їжі, показаної на малюнку 1А, швидше за все, забезпечить більшу анаболічну реакцію білка протягом доби, ніж нерівний розподіл білка на малюнку 1В. (Адаптовано за матеріалами Paddon-Jones & Rassmussen Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2009, 12: 86–90.)

Вміст білка в їжі також є ключовим фактором для регулювання ситості та апетиту [9,10]. Білок має більшу цінність насичення, ніж вуглеводи або жири, і зменшує споживання їжі при наступних прийомах їжі [27]. Дослідження регулювання енергії для управління вагою показують, що заміна вуглеводів білком зменшує щоденне споживання енергії на

200 ккал [9]. Механізм цього ефекту насичення може бути опосередкований кишковими гормонами або зменшенням пікової реакції на інсулін після їжі. Хоча механізм ще потрібно з'ясувати, очевидно, що для поліпшення реакції ситості потрібно> 30 г білка під час їжі, і що сніданок має найбільший вплив на загальне щоденне споживання енергії [27]. Як і при обміні білка в м’язах і кістках, обмеження споживання білка до одного великого прийому їжі в кінці дня зменшує переваги ситості дієтичного білка [22].

Подібні результати спостерігалися при дослідженнях здоров'я м'язів у літніх людей, де ефективність використання ЕАА знижена [16,17]. Рівень ЕАА, необхідний для стимуляції синтезу м’язового білка, частково підвищується за рахунок зменшення анаболічного стимулювання гормонів. Тут знову важливо розрізнити різницю між показниками результатів метаболізму м’язових білків та балансом азоту. Довгострокові перспективні результати при добавці білка та функції м’язів недоступні. Однак поперечні дослідження підтверджують думку, що люди похилого віку з високим процентилем споживання білка мають менший віковий спад м'язової тканини [35].

Проблеми зі здоров’ям, що виникають, пов’язані з вибором макроелементів для T2DM та MetS [4]. Ці умови характеризуються порушенням регуляції метаболізму глюкози і викликали нові питання щодо кількості та якості вуглеводів у раціоні. З’явились великі дослідження щодо типів вуглеводів та глікемічного індексу, але факти переконливі, що зменшення загальних дієтичних вуглеводів до менш ніж 40% загальної енергії є найефективнішим способом поліпшення регулювання глікемії у T2DM та MetS [4].

Ранні дослідження з MetS оцінювали зменшення вуглеводів з жирами з жирами [36]. Хоча збільшення жирних жирів покращило глікемічний контроль та зменшило ризик серцево-судинних захворювань (ССЗ), перспектива збільшення жирового жиру залишається суперечливою. Заміна вуглеводів білком покращує глікемічний контроль, виміряний як зменшена постпрандіальна гіперінсулінемія [37], а при T2DM коригує гіперглікемію та HbA1c [13]. Не менш важливим є зменшення вуглеводних дієт, що зменшило рівень TAG, збільшило рівень ЛПВЩ та збільшило розмір часток ЛПНЩ (тобто LDL-C/ApoB), покращуючи дисліпідемію, часто пов’язану з T2DM та MetS [4]. Ці стани в 4 рази важливіші для серцевих захворювань і всіх причин спричиняють смертність, ніж підвищений рівень холестерину або ЛПНЩ [38].

Нові уявлення про білок для дієтичних рекомендацій

• Білок є важливою складовою дієти дорослих

Білок повинен бути центральною частиною повноцінного раціону для дорослих. Хоча фізичний ріст відбувається лише протягом короткого періоду життя, потреба у відновленні та переробці м’язів та кісток триває протягом усього життя. Збереження здоров’я м’язів та кісток є важливою частиною процесу старіння та вирішальним для підтримки рухливості, здоров’я та активних тканин нашого тіла. Потреби в білках стають більш важливими в періоди зниженого споживання їжі, таких як втрата ваги або в періоди відновлення після хвороби або під час старіння.

• Потреби в білках пропорційні вазі тіла; НЕ споживання енергії

Потреби білка у дорослих пов'язані з вагою тіла. Потреба в харчових білках часто подається як відсоток споживання енергії. DRI представляють допустимий діапазон білка від 10% до 35% від загальної енергії. Однак потреби в білках є постійними протягом усього споживання енергії. Отже, при низькому споживанні енергії білок повинен становити більший відсоток від загальної кількості калорій, а при високому споживанні енергії білок може бути зменшений як відсоток від загальної кількості калорій. Загалом, дієтичний білок слід встановлювати спочатку в будь-якій дієті пропорційно вазі тіла, а потім додавати вуглеводи та жири, що визначаються потребами в енергії.

• Оптимальне вживання білка для дорослих - це функція прийому під час індивідуального прийому їжі

Білок є важливою частиною повноцінного харчування під час кожного прийому їжі. Вітаміни та мінерали можуть задовольняти потреби в поживних речовинах раз на день, але для білка організм не має можливості щодня зберігати запас. Для підтримки здорових м’язів і кісток дорослих слід споживати щонайменше 30 г білка під час більш ніж одного прийому їжі. Сніданок є важливою їжею для дієтичного білка, оскільки організм перебуває в катаболічному стані після нічного голодування. Їжа, що містить щонайменше 30 г білка, необхідна для заповнення білка в організмі. Білок під час сніданку також має вирішальне значення для регулювання апетиту та щоденного споживання їжі.

• Більшість дорослих отримують користь від прийому білка, що перевищує мінімальну RDA

Старіння населення стикаються зі зростаючою частотою ожиріння, остеопорозу, діабету 2 типу, метаболічного синдрому, серцевих захворювань та саркопенії, що породило нові питання щодо дієтичних співвідношень вуглеводів, жирів та білків для здоров'я протягом усього життя. RDA являє собою мінімальний щоденний прийом для активних здорових дорослих. Для більшості дорослих заміна деяких дієтичних вуглеводів білком допоможе зберегти склад тіла та рухливість, поліпшити рівень ліпідів та ліпопротеїдів у крові та допоможе контролювати споживання їжі.

Конкуруючі інтереси

DKL отримав гонорар за участь у бюро спікерів для Національної молочної ради (NDC) та Національної асоціації яловичини худоби (NCBA), працює в Дослідницькій консультативній раді Центру харчування яєць (ENC) та фінансує дослідження від NDC та ENC.