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在蛋白质和氨基酸需求及蛋白质质量评估缺乏严谨性的背景下,研究人员开展蛋白质代谢相关研究。通过多种实验技术,明确了蛋白质周转研究方法,对成人蛋白质和必需氨基酸(IAA)需求有新认识。这有助于推动营养学发展,指导合理膳食12。
在全球健康与营养领域,蛋白质的研究始终占据着重要地位。过去,人们对蛋白质的认识存在诸多模糊之处,比如在蛋白质和氨基酸需求、蛋白质质量评价方面,一直缺乏严谨的定论。不同的研究结论相互矛盾,引发了长期且激烈的争论。同时,全球粮食供应问题严峻,动物源蛋白的过度依赖不仅对环境造成压力,还影响了粮食资源的合理分配,使得蛋白质营养研究变得更加迫切。
为了解决这些问题,英国萨里大学(University of Surrey)的研究人员 D. Joe Millward 开展了一系列深入研究。研究围绕蛋白质代谢展开,在蛋白质周转研究方法、成人蛋白质和必需氨基酸(IAA)需求等方面进行了探索。研究成果对营养学领域意义重大,为制定合理的膳食指南、优化全球蛋白质资源利用提供了理论依据。相关论文发表于《European Journal of Clinical Nutrition》。
研究人员采用了多种关键技术方法。在研究蛋白质周转时,运用稳定同位素示踪技术,如用 [U - 14C] 赖氨酸持续静脉输注、[3H] 苯丙氨酸单次大剂量注入等,精确测量体内蛋白质合成和周转速率;在研究氨基酸需求时,通过氮平衡研究以及稳定同位素标记氨基酸的平衡研究来获取数据。
蛋白质周转研究
研究人员早期在牙买加的 MRC 热带代谢研究单位(TMRU)工作时,参与了蛋白质周转的研究。当时全球面临蛋白质缺乏危机,TMRU 是该领域研究的前沿阵地。研究人员利用先进设备,如 4π 全身液体闪烁计数器测量婴儿体内的 [40K] 和全身钾含量。同时,使用稳定同位素标记氨基酸的方法,如 [14C] 标记的化合物,来研究蛋白质周转。研究发现,通过特定的标记方法,如用单一大剂量的 [14Na2CO3标记蛋白质中天冬氨酸和谷氨酸的羧基,能有效减少标记物的循环利用,从而更准确地反映蛋白质的真实周转速率。此后,研究团队在伦敦卫生与热带医学院(LSHTM),采用前体 - 产物法,进一步深入研究蛋白质周转,用尾静脉注射 [U - 14C] 酪氨酸和 [3H] 苯丙氨酸等示踪剂,精确测量组织蛋白质合成速率,并据此计算蛋白质周转情况。
蛋白质和氨基酸需求研究
在蛋白质和氨基酸需求研究方面,研究人员参与了多个国际咨询会议。1973 年的 FAO/WHO 专家咨询会议采用析因法确定成人蛋白质的 EAR(平均需要量)为 obligatory N losses + 30%(即 0.44 g/kg/d),安全摄入量为 EAR + 30%(0.57 g/kg/d)。但这一结果引发争议,后续研究不断调整。1985 年的报告基于少量 “代表性” 短期氮平衡研究和部分长期平衡研究,将成人男女的安全摄入量提高到 0.75 g/kg/d ,却未考虑 MIT 的部分研究结果。2007 年的报告通过对氮平衡数据的荟萃分析,得出成人蛋白质 EAR 为 0.66 g/kg/d,安全摄入量为 0.83 g/kg/d,但该分析方法存在问题,纳入了一些生物学上不合理的数据。
在成人必需氨基酸(IAA)需求模式的研究中,1973 年和 1985 年的报告认为氨基酸需求随年龄下降,且成人饮食中蛋白质质量主要受消化率影响,这一观点引发了新的争议。Vernon Young 开展了 [13C] IAA 平衡研究,提出更高的需求值。研究人员对这些研究进行分析,指出研究计算中的缺陷,并对比了 IAA 需求值与必需氧化损失(OOL)值,发现两者存在差异,且添加含硫氨基酸可降低 OOL。
蛋白质质量评估研究
在蛋白质质量评估方面,1989 年 FAO 召开会议评估用消化率校正氨基酸评分(PDCAAS)法评估蛋白质质量。会议未认可 MIT 的评分模式和 1973/1985 年的成人模式,而是采用了基于少量数据的学龄前儿童评分模式作为临时模式。此后,稳定同位素研究持续开展,如 Young 与 Anura Kurpad 合作进行 24h [13C - 1] 亮氨酸平衡研究,Pencharz 和 Ball 引入指示剂氨基酸氧化(IAAO)方法,但研究人员认为 IAAO 方法存在致命缺陷,其结果不应纳入人类蛋白质质量评估的评分模式。
研究人员在蛋白质代谢研究领域成果显著。明确了多种研究蛋白质周转的有效方法,对成人蛋白质和必需氨基酸需求有了更深入的理解,指出了以往研究在蛋白质需求计算和氨基酸评分模式中的问题。这些研究成果为营养学的发展提供了重要参考,有助于制定更科学合理的膳食指南,引导人们合理摄入蛋白质,优化饮食结构,同时也为全球粮食资源的合理分配和可持续发展提供了理论支持。然而,目前蛋白质营养研究仍存在一些争议和未解决的问题,未来需要更多的研究来进一步完善相关理论,推动蛋白质营养领域的发展。