Donald K Layman

1 Departamentul de Știința Alimentelor și Nutriția Umană, Universitatea din Illinois, Urbana, IL 61801, SUA

Acesta este un articol cu ​​acces liber distribuit în conformitate cu condițiile Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), care permite utilizarea, distribuirea și reproducerea nelimitată în orice mediu, cu condiția ca lucrarea originală să fie citat corespunzător.

Abstract

Liniile directoare dietetice pentru americani oferă sfaturi nutriționale care vizează promovarea unor alegeri dietetice sănătoase pentru sănătatea pe tot parcursul vieții și reducerea riscului de boli cronice. Odată cu înaintarea în vârstă a populației, Liniile directoare dietetice din 2010 se confruntă cu riscuri crescute pentru problemele legate de vârstă de obezitate, osteoporoză, diabet de tip 2, sindrom metabolic, boli de inimă și sarcopenie. Noi cercetări demonstrează că distribuția mesei și cantitatea de proteine ​​sunt importante în menținerea compoziției corpului, a sănătății osoase și a homeostaziei glucozei. Acest editorial trece în revistă beneficiile proteinelor dietetice pentru sănătatea adulților, abordează omisiunile din ghidurile nutriționale actuale și oferă concepte pentru îmbunătățirea Ghidurilor dietetice.

Noi concepte despre proteine ​​pentru liniile directoare dietetice

• Proteinele sunt o parte critică a dietei pentru adulți

• Nevoile de proteine ​​sunt proporționale cu greutatea corporală; NU aportul de energie

• Utilizarea proteinelor la adulți este o funcție a aportului la mesele individuale

• Majoritatea adulților beneficiază de aporturi de proteine ​​peste ADR minim

Controversa în curs de dezvoltare cu privire la ghidurile dietetice pentru proteine ​​provine din percepțiile actuale conform cărora consumul de proteine ​​depășește cerințele minime nu are niciun beneficiu și poate prezenta riscuri pe termen lung pentru sănătate. Aceste convingeri se bazează în mare parte pe ipoteze și extrapolări cu puține fundamente în știința nutriției. S-a demonstrat că dietele cu proteine ​​crescute îmbunătățesc sănătatea adulților, beneficiind de tratamentul sau prevenirea obezității, osteoporozei, diabetului de tip 2, sindromului metabolic, bolilor de inimă și sarcopeniei [1-4]. Acest editorial susține că avem nevoie de linii directoare dietetice care să recunoască aceste beneficii și să sublinieze cantitățile corecte de proteine ​​la anumite mese.

Percepțiile actuale sunt că proteinele sunt un nutrient scump, cu limitări în aprovizionarea cu alimente și sunt întărite de măsuri de rezultat care se bazează pe abordări stricte cost/beneficiu pentru formularea dietei. Acest concept provine din obiectivele științei animalelor de a maximiza creșterea cu cel mai puțin costisitor produs alimentar. Protocoalele de hrănire a animalelor se concentrează pe furnizarea de carbohidrați ieftini ca sursă primară de energie și limitarea proteinelor alimentare la un rol de substrat pentru construirea de noi proteine. Aceste măsuri se bazează pe capacitatea organismului de a captura azotul alimentar ca proteină corporală. O astfel de gândire se traduce cu ușurință în alimentația copilariei, în care creșterea și acumularea de azot sunt măsurători simple ale rezultatelor, pentru a confirma proteina dietetică adecvată pentru a menține creșterea în cadrul standardelor percentile. Chiar și măsurile de calitate a proteinelor sunt derivate din creștere (raportul de eficiență a proteinelor: PER) și echilibrul azotului (Utilizarea netă a proteinelor: NPU) evaluate în condiții de aport limitat de proteine ​​[5]. Odată cu acest istoric, liniile directoare dietetice pentru proteine ​​au evoluat pentru a oferi doar ADR minim.

În ultimul deceniu, un număr tot mai mare de cercetări relevă faptul că aporturile de proteine ​​dietetice peste ADR sunt benefice în menținerea funcției și mobilității musculare [6] și în tratamentul bolilor, inclusiv obezitatea, osteoporoza, diabetul de tip 2 (T2DM), sindromul metabolic (MetS) )), boli de inimă și sarcopenie [1-4]. Noua cercetare stabilește beneficii pentru sănătate și oferă dovezi moleculare ale numeroaselor rezultate metabolice asociate cu aportul de proteine ​​sau metabolismul aminoacizilor care nu se reflectă în măsura tradițională a echilibrului azotului. Aceste rezultate includ semnalizarea celulară prin leucină [7,8], sațietate [9,10], termogeneză [11] și control glicemic [12,13]. Proteina dietetică necesară pentru optimizarea fiecăruia dintre aceste rezultate metabolice nu se reflectă în măsurătorile echilibrului azotului și nu este reprezentată în cadrul conceptului actual al ADR minim. Deci, ceea ce se știe și ceea ce lipsește în Ghidurile dietetice actuale?

Starea actuală și erorile de omisiune

Criteriile pentru necesitățile de proteine ​​se bazează pe furnizarea de aminoacizi esențiali minimi (EAA) necesari ca elemente de bază pentru noile structuri proteice [5]. Filozofia fundamentală care stă la baza ADR este că odată îndeplinite cerințele de substrat pentru EAA, atunci este satisfăcută nevoia de proteine. Extinderea acestei filozofii implică faptul că orice aminoacizi suplimentari dincolo de ADR minim sunt inutili și nu au valoare nutritivă.

Acest concept de adecvare a substratului este evaluat prin retenție de azot pe termen scurt. Titrarea aminoacizilor în dietă de la aportul fără proteine ​​la aportul de surfactanți produce un răspuns aproape liniar în bilanțul de azot de la negativ la pozitiv. Se presupune că echilibrul azotului (adică aportul = excreția) reflectă o echivalență medie estimată de E stimulată de E (EAR)

0,66 g/kg/zi) [14]. Acest EAR plus un factor de siguranță este DZR actual (0,8 g/kg/zi) definit ca „nevoile zilnice minime de proteine ​​pentru a menține echilibrul de azot pe termen scurt la persoanele sănătoase cu activitate fizică moderată” [14].

La punctul de inflexiune pentru echilibrul azotului, concentrațiile plasmatice ale EAA cresc rapid stimulând oxidarea aminoacizilor [5] și acest lucru este luat ca o confirmare că echilibrul azotului oferă o măsură a eficienței proteinelor. Se crede că creșterea aminoacizilor din plasmă reprezintă saturația nevoilor de substrat (adică încărcarea de ARNt) și orice aminoacizi suplimentari sunt degradați prin oxidare la energie. Oxidarea aminoacizilor servește la confirmarea echilibrului azotului ca măsură a eficienței proteinelor. Se consideră că aporturile de proteine ​​peste punctul de inflexiune în echilibrul azotului sau oxidarea aminoacizilor reflectă o utilizare ineficientă sau chiar deșeuri inutile. Acesta este conceptul cost/beneficiu în care costul minim al ingredientelor dietetice este echilibrat cu potențialul de modificări ale dimensiunii corpului. Scopul este cea mai mare dimensiune a corpului la cel mai mic cost. Acest concept este fundamental defectuos atunci când este aplicat adulților care nu cresc.

Un alt defect major în Ghidurile dietetice este eșecul de a recunoaște că nevoile dietetice de proteine ​​sunt invers proporționale cu aportul de energie [15]. Ghidurile actuale prezintă nevoile de proteine ​​ca procent de energie în raport cu carbohidrații și grăsimile. De exemplu, MyPyramid reprezintă obiectivele macronutrienților: 55% din energie din carbohidrați, 30% din grăsimi și 15% din proteine. La aporturi mari de energie, acest echilibru de macronutrienți este adecvat. Un adult de 70 kg cu un aport de energie de 2500 kcal/zi ar realiza un aport zilnic de 93 g de proteine, care este în condiții de siguranță peste cerința minimă de ADR de 56 g/zi (adică 0,8 g/kg). Cu toate acestea, dacă aportul de energie este redus pentru gestionarea greutății sau în timpul îmbătrânirii, recomandarea proteinelor ca procent de energie este o eroare gravă și potențial dăunătoare. În timpul pierderii în greutate, aportul total zilnic de energie este adesea sub 1400 kcal/zi. Dacă obiectivul proteic este reprezentat de 15% din aportul de energie, aportul zilnic de proteine ​​este limitat la doar 52 g. Nevoile de proteine ​​sunt o funcție a masei de țesut slab și trebuie să crească ca procent din dietele cu consum redus de energie.

Consiliul pentru alimentație și nutriție a recunoscut potențialul diversității biologice și alegerea individuală cu DRI pentru macronutrienți și a creat o gamă de distribuție a macronutrienților acceptabilă (AMDR) (14). AMDR pentru proteine ​​asigură un aport minim de ADR de 0,8 g/kg cu un interval de până la cel puțin 2,5 g/kg, fără niciun risc identificabil de limită superioară. Gama AMDR a fost, din păcate, convertită în procente de consum de energie (10% până la 35% din energie) pentru a fi în concordanță cu liniile directoare pentru carbohidrați și grăsimi. În timp ce acest lucru oferă consistență pentru prezentarea liniilor directoare privind nutrienții, prezentarea proteinelor ca procentaj de energie reduce semnificația aparentă a proteinelor dietetice la cea a unei surse minore de energie. Aceasta este o problemă conceptuală critică pentru liniile directoare dietetice. Consumatorii trebuie să înțeleagă că cerințele absolute de proteine ​​(grame pe zi) se referă la greutatea corporală și rămân practic constante în toate aporturile de energie. Dacă recomandările de proteine ​​sunt menținute ca o relație indirectă cu aportul de energie (10% până la 35% din energie), atunci liniile directoare dietetice trebuie să sublinieze că necesitățile de proteine ​​cresc cu aproximativ 1% pentru fiecare scădere de 100 kcal a aportului de energie sub 2000 kcal/zi.

În rezumat, omisiunile din înțelegerea actuală a necesităților de proteine ​​din dietă sunt că 1) echilibrul de azot și oxidarea aminoacizilor sunt utile numai pentru definirea cerințelor minime de proteine ​​și nu a necesităților optime de aminoacizi; 3) adulții au nevoie de mai mult EAA decât copiii pentru a menține eficiența fluctuației proteinelor în țesuturile structurale.

Noi cunoștințe despre proteine

Proteinele și aminoacizii contribuie la multiple roluri metabolice dincolo de simple substraturi pentru sinteza proteinelor. Proteina dietetică influențează semnalizarea celulară, sațietatea, termogeneza și reglementările glicemice și fiecare dintre aceste roluri este inițiat de creșterea concentrațiilor plasmatice și de aminoacizi intracelulari. Aceste rezultate metabolice devin importante doar cu aporturi peste valoarea minimă a ADR. Folosind măsurătorile actuale ale echilibrului azotului și oxidării aminoacizilor ca singurele criterii pentru necesitățile de proteine, aceste rezultate metabolice sunt respinse din răsputeri, fiind ineficiente și risipitoare. O viziune mai logică este că aceste noi rezultate metabolice oferă baza AMDR și asigură individualizarea alegerii dietetice. Persoanele pot proiecta diete sănătoase și adecvate în jurul valorii de ADN minim pentru a preveni deficiența sau pot concepe diete în jurul nivelurilor mai ridicate de proteine, cu beneficii suplimentare.

directoare

Distribuția proteinelor la mese. A) Ingerarea a 90 de grame de proteine, distribuite uniform la 3 mese. B) Ingerarea a 90 de grame de proteine ​​distribuite neuniform pe parcursul zilei. Stimularea sintezei proteinelor musculare într-o măsură maximă în timpul meselor prezentate în Figura 1A este mai probabil să ofere un răspuns anabolic proteic mai mare de 24 de ore decât distribuția inegală a proteinelor din Figura 1B. (Adaptat din Paddon-Jones și Rassmussen Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2009, 12: 86-90.)

Conținutul de masă al proteinelor este, de asemenea, un factor cheie pentru reglarea sațietății și a apetitului [9,10]. Proteinele au o valoare de sațietate mai mare decât carbohidrații sau grăsimile și reduc aportul de alimente la mesele ulterioare [27]. Studiile de reglare a energiei pentru controlul greutății arată că înlocuirea carbohidraților cu proteine ​​reduce consumul zilnic de energie cu

200 kcal [9]. Mecanismul acestui efect de sațietate poate fi mediat de hormoni intestinali sau prin reducerea răspunsului maxim de insulină post-prandial. În timp ce mecanismul rămâne de elucidat, este clar că răspunsul îmbunătățit de sațietate necesită> 30 g de proteine ​​la o masă și că micul dejun are cel mai mare impact asupra consumului total zilnic de energie [27]. Ca și în cazul transformării proteinelor în mușchi și os, limitarea aportului de proteine ​​la o singură masă mare la sfârșitul zilei reduce beneficiile de sațietate ale proteinelor dietetice [22].

Rezultate similare au fost observate cu studii privind sănătatea musculară la vârstnici, unde eficiența utilizării EAA este redusă [16,17]. Nivelul EAA necesar pentru stimularea sintezei proteinelor musculare este crescut parțial datorită stimulului anabolic redus al hormonilor. Din nou, este important să distingem diferența dintre măsurătorile rezultate ale metabolismului proteinelor musculare față de echilibrul azotului. Rezultatele prospective pe termen lung cu suplimentarea proteinei și funcția musculară nu sunt disponibile. Cu toate acestea, studiile transversale susțin ideea că vârstnicii cu percentile mai mari de aport de proteine ​​au o scădere mai mică a masei țesutului slab legat de vârstă [35].

Problemele de sănătate emergente se referă la alegerile macronutrienților pentru T2DM și MetS [4]. Aceste condiții se caracterizează prin dereglarea metabolismului glucozei și au ridicat noi întrebări cu privire la cantitatea și calitatea carbohidraților din dietă. Au apărut cercetări ample privind tipurile de carbohidrați și indicele glicemic, dar dovezile sunt convingătoare că reducerea numărului total de carbohidrați dietetici la mai puțin de 40% din energia totală este cel mai eficient mod de a îmbunătăți reglementările glicemice în T2DM și MetS [4].

Cercetările timpurii cu MetS au evaluat reducerea glucidelor dietetice cu grăsimi [36]. În timp ce creșterea grăsimilor alimentare a îmbunătățit controlul glicemic și a redus riscul bolilor cardiovasculare (BCV), perspectiva creșterii grăsimilor alimentare rămâne controversată. Înlocuirea carbohidraților cu proteine ​​îmbunătățește controlul glicemic măsurat ca hiperinsulinemie postprandială redusă [37], iar în T2DM corectează hiperglicemia și HbA1c [13]. La fel de importante, dietele reduse de carbohidrați au scăzut TAG, au crescut HDL și au crescut dimensiunea particulelor LDL (adică LDL-C/ApoB) îmbunătățind dislipidemia asociată frecvent cu T2DM și MetS [4]. Aceste afecțiuni sunt de 4 ori mai importante pentru bolile de inimă și toate cauzează mortalitate decât concentrația crescută de colesterol sau LDL [38].

Noi înțelegeri despre proteine ​​pentru liniile directoare dietetice

• Proteinele sunt o parte critică a dietei pentru adulți

Proteinele ar trebui să fie o parte centrală a unei diete complete pentru adulți. În timp ce creșterea fizică are loc doar pentru o scurtă perioadă de viață, nevoia de a repara și remodela mușchii și oasele continuă pe tot parcursul vieții. Menținerea sănătății mușchilor și a oaselor este o parte esențială a procesului de îmbătrânire și esențială pentru menținerea mobilității, a sănătății și a țesuturilor active ale corpului nostru. Nevoile de proteine ​​devin mai importante în perioadele de consum redus de alimente, cum ar fi pierderea în greutate sau în perioadele de recuperare după boală sau în timpul îmbătrânirii.

• Nevoile de proteine ​​sunt proporționale cu greutatea corporală; NU aportul de energie

Nevoile de proteine ​​pentru adulți se referă la greutatea corporală. Nevoia de proteine ​​alimentare este adesea prezentată ca un procent din aportul de energie. DRI-urile reprezintă intervalul proteic acceptabil ca 10% până la 35% din energia totală. Cu toate acestea, nevoile de proteine ​​sunt constante la toate consumurile de energie. Deci, la aporturile cu energie scăzută, proteinele trebuie să fie un procent mai mare din totalul caloriilor, iar la consumul ridicat de energie, proteinele pot fi reduse ca procent din totalul caloriilor. În general, proteinele dietetice ar trebui stabilite mai întâi în orice dietă proporțional cu greutatea corporală și apoi carbohidrați și grăsimi adăugate determinate de necesitățile de energie.

• Utilizarea optimă a proteinelor pentru adulți este o funcție a aportului la mesele individuale

Proteinele sunt o parte importantă a unei nutriții bune la fiecare masă. Vitaminele și mineralele pot satisface nevoile de nutrienți o dată pe zi, dar pentru proteine ​​organismul nu are capacitatea de a stoca o cantitate zilnică. Pentru a menține mușchii și oasele sănătoase pentru adulți, trebuie consumate cel puțin 30 g de proteine ​​la mai mult de o masă. Micul dejun este o masă importantă pentru proteinele dietetice, deoarece organismul se află într-o stare catabolică după un post peste noapte. Este necesară o masă cu cel puțin 30 g de proteine ​​pentru a iniția repletarea proteinelor din corp. Proteinele la micul dejun sunt, de asemenea, critice pentru reglarea poftei de mâncare și aportul zilnic de alimente.

• Majoritatea adulților beneficiază de aporturi de proteine ​​peste DZR minim

Populațiile în vârstă se confruntă cu o incidență tot mai mare a obezității, osteoporozei, diabetului de tip 2, sindromului metabolic, bolilor de inimă și sarcopeniei, care au ridicat noi întrebări cu privire la raporturile dietetice de carbohidrați, grăsimi și proteine ​​pentru sănătatea pe tot parcursul vieții. ADR reprezintă aportul zilnic minim pentru adulții activi sănătoși. Pentru majoritatea adulților, înlocuirea unor carbohidrați dietetici cu proteine ​​va ajuta la menținerea compoziției și mobilității corpului, la îmbunătățirea lipidelor și lipoproteinelor din sânge și la controlul aportului alimentar.

Interese concurente

DKL a primit onorariu pentru participarea la birourile vorbitorilor pentru Consiliul Național al Produselor Lăptare (NDC) și Asociația Națională a Bovinilor pentru Bovine (NCBA), face parte din Consiliul consultativ pentru cercetare pentru Centrul de nutriție a ouălor (ENC) și are finanțare pentru cercetare de la NDC și ENC.