Archive for the ‘ZABURZENIA PRZEMIANY BIAŁKOWEJ’ Category

Określenie minimalnego dobowego zapotrzebowania aminokwasów

Duże znaczenie ma określenie minimalnego dobowego zapotrzebowania aminokwasów, czyli tzw. ilości podtrzymującej, niezbędnej dla prawidłowej odnowy tkanki. Jak bardzo zapotrzebowanie na różne aminokwasy jest zróżnicowane, dowodzi fakt, że np. w zależności od powierzchni ciała i w związku z tym —- wielkości skóry, występuje specyficzne zapotrzebowanie na aminokwasy zawierające siarkę. Wydawałoby się, że np. najbardziej aktywnym białkiem dla zastąpienia ubytku białek tkankowych i surowiczych będzie osocze krwi. Tymczasem Frost w 1954 r. wykazał, że białka surowicze bynajmniej nie wykazują całkowitej adekwatności dla uzupełnienia strat białkowych. Białka surowicze są niedoborowe pod względem izoleucyny i metioniny, co zresztą już w 1945 r. podkreślili Błock i Bolling. Stąd też stosowanie białka surowiczego w stanach wstrząsu, jako źródła odżywczych aminokwasów, jest niewystarczające, a zamiast surowicy krwi należy stosować mieszaninę aminokwasów.

Spośród białek już w 1907 r. wykryto (Willcock i Hopkins), że zeina (białko kukurydzy) jest niewystarczalna do prawidłowego wzrostu myszy. Analiza aminokwasowa wykazała, że zeina nie zawiera prawie zupełnie tryptofanu. Dodanie tryptofanu do diety przedłużyło jednak jedynie życie zwierząt, które na diecie z samą zeiną żyły tylko 17 dni, a po podaniu tryptofanu okres ten przedłużył się do 33 dni. Potem okazało się, że prócz tryptofanu zeina nie zawiera również lizyny i dopiero dodanie do zeiny tryptofanu i lizyny pozwoliło na prawidłowy rozwój młodych myszy. Następnym białkiem, również wybitnie niedoborowym, okazała się żelatyna, która zawiera niedostateczne ilości tyrozyny, tryptofanu i cystyny. Po podaniu tych aminokwasów wzrost młodych zwierząt był również prawidłowy.

Zahamowanie wzrostu pod wpływem diety

Zahamowanie wzrostu pod wpływem diety nie zawierającej jakiegoś niezbędnego aminokwasu występuje na skutek niemożności syntetyzowania własnych białek tkankowych. Stan ten doskonale obrazuje przykład podany przez Besta i Taylora. W tym wypadku bowiem ustrój znajduje się w sytuacji analogicznej do zecera, któremu zabrakło jakiejś litery, np. litery A. Wówczas, mimo że zecer ten ma jeszcze pod dostatkiem pozostałych liter, musi zaprzestać składania tekstu aż do uzyskania zapasu liter A. Podobnie ustrój w przypadku braku tylko jednego aminokwasu nie może syntetyzować białek ustrojowych, składających się, jak wiadomo, z aminokwasów ułożonych w określonej warunkami genetycznymi sekwencji. Brak jakiegokolwiek aminokwasu występującego w danym białku uniemożliwia bowiem utrzymanie sekwencji, a tym samym uniemożliwia syntezę białka.

Właściwe badania nad przydatnością białek polegają jednak na badaniach odpowiednich mieszanin aminokwasów. Szczegółowe badania wykazały, że wskaźnik przyrostu ciężaru ciała u badanych zwierząt zależy przede wszystkim od przydatności różnych aminokwasów. Badania te przeprowadzono z pszenicą w następujący sposób: naturalna pszenica zostaje wzbogacona odpowiednim aminokwasem i następnie bada się wskaźnik przyrostu. Jeśli po podaniu aminokwasu wskaźnik ten wzrasta, dowodzi to, że właśnie ten aminokwas był czynnikiem limitującym wzrost. Tak więc dla pszenicy najpierw Rosenberg wykazał, że dodatek lizyny był limitujący, a następnie Sure wykazał, że obok lizyny również walina i treonina były aminokwasami limitującymi. Tak samo dla białego ryżu Pecora wykazał, że są to aminokwasy: lizyna i treonina.

ZABURZENIA PRZEMIANY BIAŁKOWEJ

Spośród zasadniczych składników pokarmowych: białek, tłuszczów i węglowodanów białka zajmują pozycję szczególną. Jeśli bowiem tłuszcze i węglowodany ulegają w ustroju syntezie w szerokim zakresie z pozostałych składników, to synteza białka jest ograniczona dowozem w pożywieniu odpowiednich aminokwasów, które określają wartość odżywczą poszczególnych białek. Sprawa wartości odżywczych białek od dawna budziła duże zainteresowanie, a dla wyjaśnienia tego zagadnienia podejmowano ogromną liczbę prac. Stopniowo też badanie wartości odżywczej białka coraz bardziej ulegało przesunięciu na korzyść badania wartości poszczególnych składników białka, tj. aminokwasów, a obecnie wiemy, że wartość ta prawie wyłącznie jest uzależniona od zawartości w białku poszczególnych aminokwasów.

Pod względem zapotrzebowania ustrojów wyższych na poszczególne aminokwasy sprawa przedstawia się analogicznie jak w przypadku witamin. Ustroje proste (jak Neurospora crassa, bakterie) potrafią syntetyzować aminokwasy potrzebne do życia w dostatecznej ilości z pierwiastków chemicznych. W miarę jak ustroje zatracały (prawdopodobnie wskutek mutacji) tę zdolność, zdane były na pobieranie gotowych aminokwasów ze swego środowiska, w przeciwnym razie musiałyby zginąć.  Z punktu widzenia zdolności do syntetyzowania aminokwasów przez ustrój można wszystkie aminokwasy występujące w tkankach w warunkach prawidłowych podzielić na aminokwasy niezbędne, tj. takie, bez których dany ustrój nie może egzystować, ponieważ nie potrafi ich w ogóle syntetyzować, następnie aminokwasy tzw. p ó ł n i e – zbędne, czyli fakultatywne, które ustrój w pewnym stopniu potrafi syntetyzować (jednak zwykle w stopniu niewystarczającym) oraz tzw. aminokwasy ‚nie niezbędne, które ustrój syntetyzuje w wystarczających ilościach i których obecność w diecie wskutek tego nie jest konieczna. Klasycznym przykładem półniezbędnych aminokwasów jest arginina, która jest syntetyzowana w ustroju szczura tylko w ograniczonej ilości, wystarczającej zwykle dorosłemu osobnikowi, natomiast niewystarczającej młodemu rosnącemu osobnikowi, i dlatego dla młodego rosnącego osobnika arginina jest aminokwasem niezbędnym. Podobnie wygląda sprawa niezbędności argininy w badaniach doświadczalnych na psach i innych zwierzętach. Również u ludzi arginina jest aminokwasem półniezbędnym. Szczególnie dużo argininy zawiera płyn nasienny mężczyzn. Toteż pod wpływem diety nie zawierającej argininy Holt już po upływie 10 dni stwierdził zaburzenia równowagi azotowej u mężczyzn z jednoczesnym zmniejszeniem liczby plemników w nasieniu. Po podaniu argininy do pożywienia (nie wzbogaconego w argininę) stan ten dopiero po dłuższym czasie uległ wyrównaniu. Niektórzy autorzy przypuszczają, że to szybkie znikanie plemników z płynu nasiennego mężczyzn jest spowodowane rozpadem plemników dla dostarczenia ustrojowi argininy. Stąd też na podstawie powyższych wyników badań przyjmuje się, że prawdopodobnie arginina stanowi dla mężczyzn niezbędny aminokwas.

Argininę zaliczono do półniezbędnych aminokwasów, ponieważ może być syntetyzowana w ustroju ‚z proliny i kwasu glutaminowego; tyrozyna jest syntetyzowana z fenyloalaniny, a cystyna z metioniny i seryny. Należy jednak od razu stwierdzić, że ilości półniezbędnych aminokwasów na drodze wyłącznej syntezy endogennej są zazwyczaj niewystarczające i brak tych aminokwasów w diecie również hamuje wzrost. Do badania zapotrzebowania ustroju na aminokwasy używa się rosnących białych szczurów. Kiedy zaczyna występować niedobór jakiegoś niezbędnego aminokwasu, następuje zahamowanie wzrostu. Zachowanie się różnych aminokwasów jest pod tym względem wysoce znamienne.

Podczas całkowitego braku dowozu aminokwasów następuje zatrzymanie wzrostu. W miarę dodawania różnych aminokwasów krzywe wzrostowe kształtują się różnie, co dowodzi, że zapotrzebowanie na aminokwasy jest różne i zależy prawdopodobnie od możliwości wzrostu tkanek z jednej strony (anabolizm), a szybkości rozpadu z drugiej (katabolizm).