Ying Tian

Departamentul de nutriție, Școala de știință și inginerie a alimentelor, Universitatea Yangzhou, China.

Jing Peng

Departamentul de nutriție, Școala de știință și inginerie a alimentelor, Universitatea Yangzhou, China.

Yu Chen

Departamentul de nutriție, Școala de știință și inginerie a alimentelor, Universitatea Yangzhou, China.

Junjun Gong

Departamentul de nutriție, Școala de știință și inginerie a alimentelor, Universitatea Yangzhou, China.

Huiqing Xu

Departamentul de nutriție, Școala de știință și inginerie a alimentelor, Universitatea Yangzhou, China.

Abstract

Introducere

Lizina este un aminoacid indispensabil la om, care nu poate fi sintetizat de organism și trebuie în schimb dobândit din dietă. Alimentele de origine animală și produsele din fasole sunt bogate în lizină, dar cerealele nu. Într-adevăr, lizina este primul aminoacid limitativ din cereale precum grâul și orezul, care sunt alimente de bază în China. Peste 50% din proteinele alimentare consumate în China sunt proteine ​​din cereale, în special în regiunile nedezvoltate, unde proteinele din cereale reprezintă 87% din aportul zilnic de proteine ​​dietetice [1]. Aportul de referință de proteine ​​pentru adulții chinezi este de 1,0-1,2 g · kg -1 · d -1 [2]. Deși majoritatea oamenilor consumă cantități suficiente de proteine, consumul de proteine ​​animale și de soia este scăzut, în special în zonele rurale [2]. Acest lucru duce probabil la un aport inadecvat de lizină dietetică de către unii rezidenți chinezi. Cu toate acestea, până în prezent nu a fost elaborată nicio referință pentru consumul de lizină de către rezidenții chinezi și au fost efectuate puține studii conexe; prin urmare, nu a fost posibil să se evalueze aportul de lizină de către rezidenții chinezi. În studiul de față, a fost examinată cerința de lizină a unui număr mic de bărbați tineri și bărbați chinezi sănătoși pentru a determina cea mai bună metodă de investigare a cerințelor aminoacizilor necesari din populațiile chineze.

Subiecte și metode

Subiecte

Șapte bărbați voluntari adulți de la Universitatea Yangzhou (vârsta de 23,7 ± 2,2 ani, greutatea 62,7 ± 4,2 kg, înălțimea 1,73 ± 0,03 m) au fost recrutați pentru participarea la acest studiu. Voluntarii au fost considerați eligibili dacă s-au dovedit a fi sănătoși pe baza istoricului clinic, care a fost determinat folosind chestionarul activităților lor de viață de zi cu zi, examenul fizic și testele de screening, inclusiv hemograma completă, prelucrarea chimiei sângelui și hepatică funcții renale. Criteriile de excludere au fost următoarele: scăderea în greutate recentă, practici dietetice neobișnuite, suplimente nutritive, fumatul sau consumul de alcool, boli cronice, tulburări endocrine, somn atipic sau program de exerciții. Aportul obișnuit de lizină al subiecților a fost estimat la 48 mg · kg -1 · d -1 pe baza unei rechemări dietetice continue de 24 de ore timp de 3 zile.

Scopul studiului și riscurile potențiale implicate au fost explicate pe deplin fiecărui subiect și s-a obținut consimțământul scris. De asemenea, a fost obținută aprobarea de la Comitetul de revizuire etică, Universitatea de Medicină din Tianjin (20090309). Protocolul de studiu a fost aprobat de Comitetul Fundației Naționale pentru Științe Naturale din China (nr. 30901191).

Protocol de studiu

Studiul a fost realizat timp de cinci perioade consecutive de câte 7 zile fiecare. Au fost cinci prize diferite de lizină (65, 55, 45, 35, 25 mg · kg -1 · d -1) în total. Fiecare subiect a primit câte un aport de lizină în fiecare perioadă, cu nivelul de aport furnizat în ordine descrescătoare. Subiecții au fost instruiți să mențină un nivel ușor de activitate fizică și au fost cântăriți și examinați compoziția corpului în dimineața celei de-a șasea zile a fiecărei perioade pentru a confirma menținerea greutății și a observa efectele aportului diferit de lizină asupra compoziției corpului. Primele șase zile ale fiecărei perioade au fost zile de adaptare, iar a șaptea zi a fost o zi cu izotopi, în care s-au administrat izotopi stabili subiecților și s-au recoltat probe de respirație și sânge.

Dietele

tabelul 1

Meniul celei de-a cincea săptămâni (25 mg · kg -1 · d -1 de aport de lizină) pentru subiectul nr.1 1)

bărbați

1) Meniul a fost o rotație de trei zile, deci meniul de la 4 la 6 zile a fost același.

Dietele din cele cinci zile izotopice au fost aceleași (varză chinezească, porc și orez). Alimentele din ziua izotopică au fost împărțite în șapte mese izocalorice, izonitrogene și consumate orar pentru a asigura o stare metabolică de echilibru în timpul alimentației.

Toate alimentele din fiecare masă au fost cântărite cu precizie și înregistrate atât înainte, cât și după consum, de către fiecare subiect, pentru a determina aportul real al fiecărui aliment. Probele din fiecare aliment au fost analizate pentru lizină, fenilalanină, tirozină, azot total, grăsimi, carbohidrați, apă și cenușă.

Studii de izotopi

Marcatorii izotopici utilizați în acest studiu au fost NaH 13 CO3 cu 99% îmbogățire și L- [1-13 C] -fenilalanină cu 99% îmbogățire (Cambridge Isotope Laboratories). Soluțiile stoc de NaH 13 CO3 (2,0 g · L -1) și L- [1-13 C] -fenilalanină (5,0 g · L -1) au fost preparate în apă purificată prin trecerea printr-un filtru de 0,22 µm (Carriglwohill, Irlanda) și apoi distribuite în sticle de dezinfectant și păstrate la 4 ℃ până la utilizare.

Studiile cu izotopi au fost efectuate în ziua 7 a fiecărei perioade într-o cameră cu temperatură controlată de la Universitatea Yangzhou. Masa din întreaga zi a fost împărțită în șapte părți egale, pe care subiecții le consumau orar de la 10:00 la 16:00. Aporturile constante de L- [1-13 C] -fenilalanină (8,0µmol · kg -1 · h -1) au fost administrate la fiecare 20 de minute și au durat 4h (de la 13:00 la 17:00) imediat după administrarea de NaH 13 CO3 (2,1 umol · kg -1) și amorsare L- [1-13C] -fenilalanină (4,0 umol · kg -1) care au fost furnizate la ora 13:00. Starea de echilibru izotopică în bazinul metabolic a fost reprezentată de platouri în 13 îmbogățiri de CO2 în respirație. Un platou a fost definit ca un CV 13 Îmbogățiri cu CO2 ale liniei de bază și probele de platou au fost folosite pentru a determina excesul de procente atomice (APE) peste linia de bază în starea de echilibru izotopică [14].

metode de analiză

Calcule

Îmbogățirea cu 13 C în aerul expirat a fost exprimată prin δ [15]:

unde δ este îmbogățirea relativă a 13 C în respirație. PDB indică pee deebeleminite, care conține 13 C/12 C de 0,0112372.

Fluxul de fenilalanină din întregul corp a fost calculat din diluarea izotopilor din grupul de aminoacizi din corp la starea de echilibru izotopică [16]:

unde Q este rata fluxului de fenilalanină (µmol · kg -1 · h -1), i este viteza de perfuzie a izotopului (µmol · kg -1 · h -1), Ei este creșterea naturală prezentă în îmbogățirea infuzului izotop (APE), Ep este creșterea față de valoarea inițială a îmbogățirii fenilalaninei plasmatice la platoul izotopic (APE).

Rata de oxidare a fenilalaninei a fost calculată utilizând următoarea ecuație [16]:

unde O reprezintă oxidarea tracțiunii fenilalaninei (µmol · kg -1 · h -1) și F 13 CO2 reprezintă rata de 13 CO2 eliberată de oxidarea trasorului fenilalaninei (µmol · kg -1 · h -1) calculată prin următoarea ecuație:

unde FCO2 este rata de producție a CO2 (mL · min -1), ECO2 este creșterea față de valoarea inițială în îmbogățirea respirației expirate la starea de echilibru izotopică (APE), constantele 44,6 µmol · mL -1 și 60 min · h -1 convertite FCO2 la µmol · h -1, W este greutatea (kg) a subiectului, 0,82 este factorul de corecție pentru CO2 reținut în corp datorită fixării bicarbonatului [17], iar factorul 100 convertește APE într-o fracție.

analize statistice

Rezultatele sunt exprimate ca mijloace ± SD. Au fost efectuate teste pereche-t pentru a compara greutatea corporală, compoziția corporală și nivelurile plasmatice de PA și RBP în timpul perioadelor de studiu cu cele de la momentul inițial. Estimările consumului mediu necesar de proteine ​​au fost obținute prin analiza punctului de întrerupere a ratei de eliberare a 13 CO2 și a ratei de oxidare a fenilalaninei utilizând procedura mixtă a SAS (versiunea 8.2, Institutul SAS) [18] urmată de un model de regresie liniară cu 2 faze descris de Zello și colab. [19].

Rezultate

Structuri dietetice

Aporturile reale de lizină au fost oarecum mai mari decât nivelurile desemnate, deoarece lizina din unele alimente experimentale a fost mai mare decât cea din referința Compoziției alimentare din China. Aporturile de fenilalanină și tirozină au îndeplinit ambele cerințe. Aportul de proteine, grăsimi, carbohidrați și energie a fost, de asemenea, suficient. Raportul dintre proteinele animale și soia în dietele experimentale a fost de 45% -48%, iar proporțiile energetice din proteine, grăsimi și carbohidrați au fost de 10% -12%, 26% -34% și respectiv 55% -59%, toate fiind rezonabile conform ghidurilor dietetice pentru rezidenții chinezi [20] (Tabelul 2).

masa 2

Aporturi de aminoacizi principali, macronutrienți și energie (n = 7)

Trăsăturile fizice ale subiectului

Așa cum se arată în Tabelul 3, greutățile și compozițiile corporale nu s-au modificat semnificativ pe parcursul celor cinci perioade de studiu de 7 zile în raport cu valoarea inițială (P> 0,05), demonstrând că subiecții s-au aflat în echilibru energetic în timpul studiului și că diferite aporturi de lizină nu au modificat afectează compozițiile corpului în timpul experimentului.

Tabelul 3

Compoziția greutății și corpului subiecților înainte și în timpul experimentului (n = 7)

2) Au fost efectuate teste pereche-t pentru a compara greutatea corporală, IMC și compozițiile corporale în timpul perioadelor de studiu cu cele de la momentul inițial.

Nivelurile de PA plasmatică și RBP

Densitatea optică a subiectului PA plasmatică și RBP nu s-a modificat semnificativ pe parcursul celor cinci perioade de studiu de 7 zile în raport cu valoarea inițială (P> 0,05) (Tabelul 4), sugerând că diferite aporturi de lizină nu au afectat proteinele plasmatice în timpul experimentului.

Tabelul 4

Densitatea optică a plasmei PA și RBP înainte și în timpul experimentului (n = 7)

PA = prealbumină; RBP = proteină care leagă retinolul

1) Au fost efectuate teste pereche-t pentru a compara PA și RBP în perioadele de studiu cu cele de la momentul inițial.

Cinetica fenilalaninei

Așa cum se arată în FIG. 1, starea de echilibru de îmbogățire a fenilalaninei a fost obținută în decurs de 210 până la 270 de minute după primul aport de izotop. Așa cum se arată în Tabelul 5, fluxul de fenilalanină a scăzut odată cu creșterea aportului de lizină și cu oxidarea fenilalaninei. Aceste descoperiri indică faptul că fenilalanina în creștere participă la sinteza proteinelor odată cu aportul crescut de lizină până când aportul de lizină îndeplinește cerințele organismului.

δ de 13 CO2 în aerul expirat

Tabelul 5

Fluxul de fenilalanină, rata de oxidare și rata producției de 13 CO2 la diferite niveluri de lizină din dietă (n = 7)

Necesitatea de lizină derivată din oxidarea fenilalaninei

Așa cum se arată în FIG. 2 și Fig. 3, toți subiecții au prezentat un model similar în care rata de eliberare a 13 CO2 (F 13 CO2) și rata de oxidare a fenilalaninei (O) au scăzut odată cu creșterea aportului de lizină la un punct apropiat de cerințe, după care a rămas relativ stabil. Prin utilizarea unui model de regresie liniară cu două faze, a fost identificat un punct de întrerupere în curba de răspuns F 13 CO2 la un aport alimentar de lizină de 58,41 mg · kg -1 · d -1, iar IC 95% superior a fost de 70,09 mg · kg -1 · d -1. În mod similar, un punct de întrerupere în curba de răspuns O a fost identificat la un aport alimentar de lizină de 54,28 mg · kg -1 · d -1, iar IC superioară de 95% a fost de 65,14 mg · kg -1 · d -1 .

Efectul aportului de lizină asupra oxidării L- [1-13 C] -fenilalaninei determinat din rata de eliberare a 13 CO2 (F 13 CO2). Punctul de întrerupere estimează necesarul de lizină. Punctul de întrerupere a fost determinat prin utilizarea analizei de regresie liniară în două faze, pentru a minimiza suma totală a pătratelor din eroare pentru linia combinată.

Efectul aportului de lizină asupra oxidării L- [1-13 C] -fenilalaninei determinat din rata de oxidare a L- [1-13 C] -fenilalaninei (O). Punctul de întrerupere estimează necesarul de lizină. Punctul de întrerupere a fost determinat prin utilizarea analizei de regresie liniară în două faze, pentru a minimiza suma totală a pătratelor din eroare pentru linia combinată.

Discuţie

În rezumat, necesarul de lizină pentru dieta mixtă obișnuită chineză a adulților tineri și bărbați sănătoși este de 58 mg · kg -1 · d -1. Nicio metodă nu este pe deplin fiabilă pentru determinarea necesităților alimentare pentru aminoacizi indispensabili în prezent [5]; cu toate acestea, metoda descrisă aici oferă îmbunătățiri ale dietelor experimentale și extinde timpul de adaptare, făcând rezultatele mai conforme cu cerințele reale ale populației chineze.

Mulțumiri

Mulțumim lui Xiaoguang Yang, dr., De la Institutul de nutriție și siguranță alimentară, Centrul chinez pentru controlul și prevenirea bolilor pentru sprijinul său continuu și sugestiile neprețuite.