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