Что влияет на азотистый баланс количество употребляемого белка активность печени
Что влияет на азотистый баланс количество употребляемого белка активность печени
Потребность организма в пластических веществах может быть удовлетворена тем минимальным уровнем их поступления с пищей, который уравновешивает потери структурных белков, липидов и углеводов. Эти потребности индивидуальны и зависят от таких факторов, как возраст человека, состояние здоровья, интенсивность и вид труда.
Человек получает в составе пищевых продуктов заключенные в них пластические вещества, минеральные вещества и витамины.
Белки и их роль в организме
Белки в организме находятся в состоянии непрерывного обмена и обновления. У здорового взрослого человека количество распавшегося за сутки белка равно количеству вновь синтезированного. Животные существа могут усваивать азот только в составе аминокислот, поступающих в организм с белками пищи. Десять аминокислот из 20 (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, аргинин и гистидин)в случае их недостаточного поступления с пищей не могут быть синтезированы в организме. Эти аминокислоты называют незаменимыми. Другие десять аминокислот (заменимые) не менее важны для жизнедеятельности, чем незаменимые, но в случае недостаточного поступления с пищей заменимых аминокислот они могут синтезироваться в организме. Важным фактором обмена белков организма является повторное использование (реутилизация) аминокислот, образовавшихся при распаде одних белковых молекул, для синтеза других.
Скорость распада и обновления белков организма различна. Полупериод распада гормонов пептидной природы составляет минуты или часы, белков плазмы крови и печени —около 10 сут, белков мышц — около 180 сут. В среднем все белки организма человека обновляются за 80 сут. О суммарном количестве белка, подвергшегося распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма человека. В белке содержится около 16 % азота (т. е. в 100 г белка— 16 г азота). Таким образом, выделение организмом 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка. За сутки из организма взрослого человека выделяется около 3,7 г азота. Из этих данных следует, что масса белка, подвергшегося за сутки полному разрушению, составляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028—0,075 г азота на 1 кг массы тела в сутки (коэффициент изнашивания по Рубнеру).
Если количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству азота, выводимого из организма, принято считать, что организм находится в состоянии азотистого равновесия. В случаях, когда в организм поступает азота больше, чем его выделяется, говорят о положительном азотистом балансе (задержке, ретенции азота). Такие состояния бывают у человека при увеличении массы мышечной ткани, в период роста организма, беременности, выздоровления после тяжелого истощающего заболевания.
Состояние, при котором количество выводимого из организма азота превышает его поступление в организм, называют отрицательным азотистым балансом. Оно имеет место при питании неполноценными белками, когда в организм не поступают какие-либо из незаменимых аминокислот, при белковом голодании или при полном голодании.
Белки, использующиеся в организме в первую очередь в качестве пластических веществ, в процессе их разрушения освобождают энергию для синтеза в клетках АТФ и образования тепла.
Всемирной организацией здравоохранения рекомендуется потребление белка не менее 0,75 г/кг в сутки, или для взрослого здорового человека массой 70 кг не менее 52,5 г легкоусвояемого полноценного белка.
Состав питательных веществ для обеспечения нормального метаболизма
Питание — поступление в организм и усвоение им веществ, необходимых для роста, жизнедеятельности и воспроизводства. С биологической точки зрения питание обеспечивает организм источниками энергии, субстратами для биосинтеза, витаминами и минеральными веществами, водой. Недостаточность или избыточность питания являются основной причиной нарушения метаболизма. Удовлетворение пластических и энергетических потребностей организма служит критерием для формирования норм питания. В свою очередь, нормы питания, определяющие величины потребления пищевых веществ, основываются на данных научных исследований обмена жиров, белков, углеводов, воды, минеральных веществ, витаминов у различных групп населения. Так называемые физиологические нормы питания являются научно обоснованным в количественном и качественном аспектах пищевым рационом, полностью покрывающим потребности организма человека в энергии и обеспечивающие его всеми необходимыми для метаболизма экзогенными веществами в достаточных количествах и в оптимальных (сбалансированных) соотношениях. Существуют нормы, разработанные Всемирной организацией здравоохранения, и нормы, утвержденные в отдельных странах. В России действуют «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» (Методические рекомендации МР 2. 3. 1. 2432-08). Суточная потребность в питательных веществах устанавливается либо в соответствии с «Нормами …», которые рассчитаны на «среднего» мужчину массой тела 70 кг и «среднюю» женщину массой тела 60 кг, либо путем расчета индивидуальной потребности индивидуума в г/кг веса или на 1000 ккал энергозатрат. При определении физиологических норм питания с учетом удовлетворения потребностей организма в пластических веществах исходят из того, что большинство из них может синтезироваться в организме; другие вещества (незаменимые аминокислоты, незаменимые жирные кислоты, все минеральные вещества и микроэлементы, витамины) в организме человека не синтезируются и должны поступать с пищей.
В состав продуктов питания входят пищевые вещества или нутриенты, которые являются органическими и неорганическими элементами. Их подразделяют на следующие виды:
– пищевые вещества, необходимые в больших количествах организму (десятки граммов в сутки) – макронутриенты (см. в разделе 1. 6) ; это белки, углеводы, жиры – основные компоненты пищи, представляющие собой пластический материал и энергоносители, вода;
– пищевые вещества, которые требуются организму в малых количествах (миллиграммы, микрограммы) – микронутриенты (см. в разделе 1. 6) ; это витамины, ряд минеральных веществ, принимающие участие в процессе усвоения энергии, в координации различных функций, в процессах развития и роста организма.
Кроме этого все нутриенты могут быть разделены на:
1. Эссенциальные нутриенты (незаменимые), являющиеся жизненно необходимыми пищевыми веществами для организма, недостаток либо отсутствие которых в рационе питания становятся причиной выраженных и стойких нарушений метаболизма. К незаменимым нутриентам относят некоторые аминокислоты, минеральные вещества, витамины.
2. Заменимые нутриенты могут вырабатываться организмом (в необходимом количестве или частично) с помощью микроорганизмов кишечника – микрофлоры. Среди них можно назвать ряд витаминов, аминокислот и витаминоподобных веществ. Тем не менее определенное количество заменимых нутриентов должно поступать с продуктами питания.
Условием для эффективного всасывания и усвоения питательных веществ из желудочно-кишечного тракта является переваривание пищевых веществ до мономеров при полостном и пристеночном пищеварении. Часть веществ пищи не подвергается в желудочно-кишечном тракте гидролизу (растительный полисахарид целлюлоза) или расщепляется не полностью. Степень переваривания пищевых веществ зависит от их предварительной обработки в процессе приготовления пищи или механической обработки при жевании. Таким образом, пищевые продукты не полностью усваиваются организмом, и при питании смешанной пищей животного и растительного происхождения ее усвояемость по калорической ценности составляет около 90-95%.
Потребность конкретного человека в различных компонентах пищи количестве и соотношениях питательных веществ не только индивидуальны, но и зависят от возраста, выполняемой физической или умственной нагрузки, состояния покоя или психоэмоционального напряжения. Поэтому определение норм и характера питания, хотя и должно учитывать общие физиологические требования и рекомендации, может быть лишь строго индивидуализированным.
Говоря об энергетической ценности пищевых продуктов, следует понимать, что при определении физиологических норм питания в идеале необходимо соблюдать соответствие энергетической ценности (калорийности) пищевого рациона энергозатратам конкретного организма. Они складываются из затрат энергии основного обмена (пол, возраст, антропометрические параметры), энергозатрат, связанных со специфически-динамическим действием пищи и особенностями трудовой деятельности. Однако, ввиду того, что индивидуальное определение необходимого калоража пищи для каждого человека по очевидным причинам является трудновыполнимым, в диетологии принят унифицированный подход к определению необходимой питательной ценности пищевых продуктов. При этом взрослый трудоспособный индивид в возрасте 18—60 лет может быть отнесено к одной из пяти групп, дифференцированных в зависимости от величин энергозатрат, так называемого коэффициента физической активности. Для этих групп рассчитаны средние величины энергозатрат и соответствующего потребления питательных веществ, расположенные в диапазоне от 1700 ккал/сут до 2600 ккал/сут. При расчете оптимального калоража пищевых продуктов рекомендуется, чтобы примерно половина суточного энергообеспечения поступала в виде углеводов, не более трети с жирами, а остальное с белками.
Потребность в белке – эволюционно сложившаяся доминанта в питании человека, обусловленная необходимостью обеспечивать оптимальный физиологический уровень поступления незаменимых аминокислот. При положительном азотистом балансе в периоды роста и развития организма, а также при интенсивных репаративных процессах потребность в белке на единицу массы тела естественно выше, чем у среднестатистического здорового человека. Критериями качественной оценки пищевого белка служат усвояемость, биологическая ценность и собственно качество белка. Усвояемость белка характеризует долю абсорбированного в организме азота от общего количества, потребленного с пищей. Биологическая ценность указывает на степень задержки азота и эффективность его утилизации для поддержания азотистого равновесия. Качество белка определяется наличием незаменимых аминокислот в определенном соотношении как между собой, так и с заменимыми аминокислотами.
Источниками полноценного белка, содержащего полный набор незаменимых аминокислот в количестве достаточном для биосинтеза белка в организме человека, являются продукты животного происхождения (молоко, молочные продукты, яйца, мясо и мясопродукты, рыба, морепродукты). Белки животного происхождения усваиваются организмом на 93-96%. Для взрослых рекомендуемая в суточном рационе доля белков животного происхождения от общего количества белков не менее 50%.
В белках растительного происхождения закономерно имеется дефицит незаменимых аминокислот. Кроме того в составе бобовых содержатся ингибиторы протеиназ, что снижает усвоение белка из них. Напротив в концентратах белков из бобовых аминокислотный состав и усвоение близки к таковым у белка животного происхождения. Белок из продуктов растительного происхождения усваивается организмом на 62-80%. Белок из высших грибов усваивается на уровне 20-40%.
Жиры (липиды), поступающие с пищей являются наиболее энергоемкой пищевой субстанцией. Физиологическая потребность в жирах составляет для взрослого здорового мужчины от 70 до 154 г/сутки, для взрослой здоровой женщины от 60 до 102 г/сутки. Физиологическая потребность в жирах – для детей до года 5, 5-6, 5 г/кг массы тела, для детей старше года – от 40 до 97 г/сутки.
Как указывалось выше жиры растительного и животного происхождения имеют различный состав жирных кислот, определяющий особенности их метаболизма и физиологические эффекты. Потребность организма в жирах, содержащих насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты значительно различается.
Насыщенные жирные кислоты со средней длиной цепи способны усваиваться в пищеварительном тракте без участия желчных кислот и панкреатической липазы, не депонируются в печени и подвергаются β-окислению. Животные жиры могут содержать насыщенные жирные кислоты с длиной цепи до двадцати и более атомов углерода. К таким животным жирам относятся бараний, говяжий, свиной и ряд других. Потребление насыщенных жирных кислот для взрослых и детей должно составлять не более 10% от калорийности суточного рациона.
К мононенасыщенным жирным кислотам относятся миристолеиновая и пальмитолеиновая кислоты (жиры рыб и морских млекопитающих), олеиновая (оливковое, кунжутное, рапсовое масла). Мононенасыщенные жирные кислоты помимо их поступления с пищей в организме синтезируются из насыщенных жирных кислот и частично из углеводов.
Физиологическая потребность в мононенасыщенных жирных кислотах для взрослых и детей составляет 10% от калорийности суточного рациона.
Помимо жирных кислот в поступающих с пищей липидах должны содержаться холестерин и фосфолипиды. Количество холестерина в суточном рационе взрослых и детей не должно превышать300 мг. В пищевых продуктах растительного происхождения в основном встречаются фосфолипид лецитин, в состав которого входит витаминоподобное вещество холин, а также кефалин. Оптимальное содержание фосфолипидов в рационе взрослого человека 5-7 г/сутки.
Углеводы пищи представлены преимущественно полисахаридами (крахмал), и в меньшей степени моно-, ди- и олигосахаридами. Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет от 257 до 586 г/сутки, что покрывает 50-60% суточной энергетической потребности,. Физиологическая потребность в углеводах- для детей до года 13 г/кг массы тела, для детей старше года от 170 до 420 г/сутки. Среднесуточная норма углеводов обусловлена родом деятельности и энергетическими затратами. Минимальной дозой считается количество в 50 – 60 г, дальнейшее снижение которого приводит к критическим нарушениям обменных процессов.
В группу пищевых волокон входят полисахариды, в основном растительного происхождения. К группе пищевых волокон относятся целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, фитин, хитин, пектин, камеди (гумми), слизи, протопектины, альгинаты. Пищевые волокна выполняет целый ряд важнейших биологических функций, причем не только в отношении системы пищеварения, но и в плане системного метаболизма. Гемицеллюлоза, целлюлоза и лигнин впитывают воду за счет заполнения пустых пространств их волокнистой структуры. У неструктурированных балластных веществ (пектин и др. ) связывание воды происходит путем превращения в гели. Благодаря увеличению массы кала и прямому раздражающему действию на толстую кишку, нарастает скорость кишечного транзита и перистальтики Пищевые волокна повышают связывание и выведение из организма желчных кислот, нейтральных стероидов, в том числе холестерина, уменьшают всасывание холестерина и жиров в тонкой кишке. Благодаря абсорбционной способности, пищевые волокна адсорбируют на себе или растворяют токсины, тем самым уменьшая опасность контакта токсинов со слизистой оболочкой кишечника, выраженность интоксикационного синдрома и воспалительно-дистрофических изменений слизистой оболочки. Благодаря своим ионообменным свойствам, пищевые волокна выводят ионы тяжелых металлов (свинца, стронция), влияют на электролитный обмен в организме. Часть условно патогенных бактерий усваивает питательные вещества с помощью биохимических процессов гниения и брожения. Пектины подавляют жизнедеятельность этих микроорганизмов, что способствует нормализации состава кишечной микрофлоры. Пищевые волокна стимулируют рост лактобацилл, стрептококков и уменьшают рост колиформ, влияют на метаболическую активность нормальной микрофлоры. Наконец пищевые волокна увеличивают синтез витаминов В 1, В 2, В 6, РР, фолиевой кислоты кишечными бактериями. Физиологическая потребность в пищевых волокнах для взрослого человека составляет 20 г/сутки, для детей старше 3 лет 10-20 г/сутки.
Витамин С (формы и метаболиты аскорбиновой кислоты) участвует в окислительно-восстановительных реакциях, функционировании иммунной системы, способствует усвоению железа. Установленный уровень физиологической потребности – 45-110 мг/сутки.
Витамин В6 (пиридоксин) в форме своих коферментов участвует в превращениях аминокислот, метаболизме триптофана, липидов и нуклеиновых кислот, участвует в поддержании иммунного ответа, участвует в процессах торможения и возбуждения в центральной нервной системе, способствует нормальному формированию эритроцитов, поддержанию нормального уровня гомоцистеина в крови. Установленный уровень потребности – 1, 1-2, 6 мг/сутки.
Ниацин в качестве кофермента участвует в окислительно-восстановительных реакциях энергетического метаболизма. Установленный уровень потребности – 11-25 мг/сутки.
Витамин В12 играет важную роль в метаболизме и превращениях аминокислот. Фолат и витамин В12 являются взаимосвязанными витаминами, участвуют в кроветворении. Установленный уровень потребности – 1, 4-3, 0 мкг/сутки.
Витамин Е представлен группой токоферолов и токотриенолов, которые обладают антиоксидантными свойствами. Является универсальным стабилизатором клеточных мембран, необходим для функционирования половых желез, сердечной мышцы. Установленный уровень физиологической потребности – 7-25 мг ток. экв. /сутки.
Метаболическая роль витамина К обусловлена его участием в модификации ряда белков свертывающей системы крови и костной ткани. Установленный уровень потребности в разных странах – 55-120 мкг/сутки.
Элемент
Биологическая роль
Суточная потребность
Макроэлементы
Необходимый элемент минерального матрикса кости, выступает регулятором нервной системы, участвует в мышечном сокращении
Энергетический обмен (в виде высокоэнергетического АТФ), регуляции кислотно-щелочного баланса, входит в состав фосфолипидов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, участвует в клеточной регуляции путем фосфорилирования ферментов, необходим для минерализации костей и зубов
Кофактор многих ферментов, в том числе энергетического метаболизма, участвует в синтезе белков, нуклеиновых кислот, обладает стабилизирующим действием на мембраны, необходим для поддержания гомеостаза кальция, калия и натрия
Основной внутриклеточный ион, принимает участие в регуляции водного, кислотного и электролитного баланса, участвует в процессах проведения нервных импульсов, регуляции давления
Основной внеклеточный ион, принимающий участие в переносе воды, глюкозы крови, генерации и передаче электрических нервных сигналов, мышечном сокращении.
Участие в формировании трансмембранного потенциала, осмотического давления, является составной частью соляной кислоты желудочного сока
Микроэлементы
Участвует в транспорте электронов, кислорода, обеспечивает протекание окислительно-восстановительных реакций и активацию перекисного окисления.
Входит в состав более 300 ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот
Участвует в функционировании щитовидной железы, обеспечивая образование гормонов (тироксина и трийодтиронина). Необходим для роста и дифференцировки клеток всех тканей организма человека, митохондриального дыхания, регуляции трансмембранного транспорта натрия и гормонов.
Входит в состав ферментов, обладающих окислительно-восстановительной активностью и участвующих в метаболизме железа, стимулирует усвоение белков и углеводов. Участвует в процессах обеспечения тканей организма человека кислородом.
Участвует в образовании костной и соединительной ткани, входит в состав ферментов, включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов; необходим для синтеза холестерина и нуклеотидов.
Эссенциальный элемент антиоксидантной системы защиты организма человека, обладает иммуномодулирующим действием, участвует в регуляции действия тиреоидных гормонов
Участвует в регуляции уровня глюкозы крови, усиливая действие инсулина.
Является кофактором многих ферментов, обеспечивающих метаболизм серусодержащих аминокислот, пуринов и пиримидинов.
Инициирует минерализацию костей
Статья добавлена 10 февраля 2016 г.
Азотистый обмен
В Клинико-диагностической лаборатории производится определение следующих параметров азотистого обмена:
Мочевина
Мочевина – конечный продукт метаболизма белков в организме. При патологии сдвиги в уровне мочевины крови зависят от соотношения процессов мочевинообразования и ее выведения. Пониженная концентрация мочевины не имеет диагностического значения.
Три группы причин, приводящих к увеличению содержания мочевины в крови:
1. Надпочечная азотемия:
2. Почечная азотемия (наиболее частая, при нарушении функции почек):
3. Подпочечная азотемия:
Креатинин
Креатинин – является конечным продуктом распада креатина, который играет важную роль в энергетическом обмене мышечной и других тканей. Определение креатинина широко используется в диагностике заболеваний почек.
Креатинин в меньшей степени зависит от уровня катаболизма, не реабсорбируется в почках, поэтому в большей мере отражает степень нарушения выделительной и фильтрационной функции почек.
Автоматический биохимический анализатор высокой мощности AU680
с ISE модулем и станцией пробоподготовки AutoMate 1200
производства Beckman Coulter Inc., США
Креатинин в моче – суточное выделение креатинина с мочой относительно постоянно, эквивалентно суточному образованию и непосредственно зависит от массы мышц и выделительной функции почек.
Параллельное определение концентрации креатинина в крови и моче значительно расширяет диагностические возможности оценки функционального состояния почек.
Проба Реберга
Проба Реберга – позволяет судить о клубочковой фильтрации и канальцевой реабсорбции в почках. Проба основана на том, что креатинин фильтруется только клубочками, практически не всасывается и не секретируется канальцами.
Порядок проведения пробы: утром пациент мочится, выпивает 200 мл воды, и затем натощак в состоянии полного покоя собирает мочу за точно определенное непродолжительное время (2 часа). Посередине этого отрезка времени берут кровь из вены. Определяют концентрацию креатинина в крови и в моче, собранной за 2 часа. Затем по формулам вычисляют величину клубочковой фильтрации (КФ) и канальцевой реабсорбции (КР).
КФ – чувствительный показатель функционального состояния почек. Снижение ее наблюдается при острых и хронических гломерулонефритах, нефросклерозах, являясь одним из ранних симптомов нарушения функции почек. Повышению способствует хронический гломерулонефрит с нефротическим синдромом, нефрозы.
КР – может значительно меняться в физиологических условиях, снижаясь до 90% при водной нагрузке. Выраженное снижение реабсорбции происходит при форсированном диурезе, вызванном мочегонными средствами. Наибольшее снижение канальцевой реабсорбции наблюдается у больных несахарным диабетом.
Стойкое снижение происходит при хронических пиелонефритах. Повышение КФ сопутствует нефриту, нефротическому синдрому.
Мочевая кислота
Мочевая кислота – продукт обмена пуриновых оснований, входящих в состав сложных белков – нуклеопротеидов. Образовавшаяся мочевая кислота выделяется почками.
Мочевая кислота во внеклеточной жидкости присутствует в виде солей натрия (ураты) в концентрации, близкой к насыщению, поэтому существует возможность кристаллизации урата натрия, если концентрация мочевой кислоты превысит максимум нормальных значений.
Повышение уровня мочевой кислоты – гиперурикемия – имеет большое значение для диагностики подагры.
Определение мочевой кислоты в моче необходимо проводить совместно с ее определением в крови. Это позволяет во многих случаях установить патологический механизм, лежащий в основе подагры у пациента (избыточная продукция мочевой кислоты в организме или нарушение ее выведения).
Материал для исследования
Цистатин
Исследования показали, что уровень цистатина С является более точным маркером почечной функции, чем уровень креатинина.
Цистатин C (наряду с инулином) на сегодняшний день рассматривается как «золотой стандарт» определения скорости клубочковой фильтрации как интегрального показателя функции почек.
В отличие от креатинина, на темп синтеза цистатина C не влияют такие факторы, как возраст, пол, мышечная масса, характер питания, наличие воспалительных реакций.
Бета-2- микроглобулин
Уровень бета-2 микроглобулина в крови возрастает при почечной недостаточности (снижении почечного клиренса).
При повреждении клеток проксимальных канальцев вследствие заболевания почек, лекарственной интоксикации, токсического воздействия тяжёлых металлов и т. д. экскреция бета-2 микроглобулина с мочой возрастает.
Поэтому определение бета-2 микроглобулина мочи используют в качестве маркёра поражения проксимальных канальцев почек; этот тест может быть полезен при дифференциальной диагностике инфекции верхних и нижних отделов мочевого тракта.