Амінокислоти і жирні кислоти: коли раціон не покриває потреби

Ретельно розрахована кількість білка в раціоні не означає, що організм отримає достатньо незамінних амінокислот. Із жирами ситуація ще принциповіша: омега-3 жирні кислоти можуть надходити як EPA і DHA — тобто у формі довголанцюгових поліненасичених жирних кислот, доступних організму без додаткового перетворення, — або як ALA, що є попередником, який для перетворення на EPA і DHA потребує участі ферментів десатурації та елонгації. 

Харчова цінність раціону залежить не лише від кількості нутрієнтів у продуктах, які його складають. Визначальну роль відіграє й те, наскільки повноцінно організм здатен засвоїти кожен із цих нутрієнтів. Тож оцінювати збалансованість раціону виключно за його складом було б грубим спрощенням.

Не всі білкові продукти мають однаковий амінокислотний склад

20 г білка з риби та 20 г білка з бобових — це різний амінокислотний склад. Профіль амінокислот залежить від джерела: рослинні білки нерідко містять менше окремих незамінних амінокислот, ніж тваринні. Якщо раціон спирається на вузьке коло джерел білка, певні незамінні амінокислоти можуть надходити в недостатній кількості навіть при формально достатній загальній масі білка.

Існує й інший рівень варіабельності. Потреба в білку та амінокислотах залежить від віку, фізіологічного стану та фізичної активності. Дослідження з використанням методу окиснення індикаторної амінокислоти демонструють широкий діапазон оцінок потреби в білку залежно від групи та умов.

Потреба в білку не зводиться до одного числа. Вона передбачає щонайменше відповідність кількості білка потребам організму, достатній амінокислотний профіль і біодоступність амінокислот.

Для жирних кислот ключове значення має їхня форма: ALA потребує подальшого перетворення в довголанцюгові омега-3, тоді як EPA і DHA організм отримує в цій довголанцюговій формі одразу, без потреби в такому перетворенні. Тому однакова кількість омега-3 з їжі не обов'язково означає однакову кількість конкретної жирної кислоти, доступної для подальшого метаболізму.

Незамінні амінокислоти надходять із їжею

Організм дорослої людини самостійно синтезує лише 11 із 20 протеїногенних амінокислот. Інші дев'ять є незамінними, а отже, мають надходити з їжею.

Харчова цінність білка залежить не лише від його загальної кількості, а й від амінокислотного складу, того, наскільки кількість та пропорції незамінних амінокислот здатні забезпечити потреби організму. Водночас навіть оптимальний амінокислотний склад не гарантує однакової доступності амінокислот для всмоктування: їхня перетравність залежить від джерела білка.

DIAAS — показник того, наскільки білок забезпечує організм незамінними амінокислотами. Він враховує і їхню кількість, і засвоєння в тонкій кишці. Оцінку визначає амінокислота, якої засвоюється найменше відносно потреб: що вищий DIAAS, то краще білок покриває ці потреби. Отримане в результаті значення порівнюють із референтним вмістом цієї амінокислоти. Такий підхід дає змогу оцінювати якість білка з урахуванням відмінностей у перетравності окремих амінокислот, а не лише загальної перетравності білка (FAO, Dietary Protein Quality Evaluation in Human Nutrition, 2013).

У деяких рослинних джерелах вміст певних незамінних амінокислот нижчий, а їхня клубова перетравність — менша, ніж у багатьох тваринних джерелах. Водночас ці показники суттєво варіюють залежно від конкретного продукту, а поєднання різних джерел білка в раціоні може компенсувати недостатній вміст окремих незамінних амінокислот.

Потреба в незамінних амінокислотах також варіює залежно від фізіологічного стану та етапу життя. Її оцінюють за допомогою метаболічних методів, зокрема indicator amino acid oxidation (IAAO), який дає змогу визначати потребу в конкретній амінокислоті за зміною окиснення індикаторної амінокислоти при різному рівні споживання досліджуваної амінокислоти. Метод IAAO застосовували для оцінювання потреб у різних вікових і фізіологічних групах, хоча наявні дослідження охоплюють не всі етапи життя та популяції (Matsumoto et al., J. Nutr., 2023).

Від ALA до EPA і DHA: де виникає індивідуальна варіабельність

Серед поліненасичених жирних кислот омега-3 — одна з найбільш досліджених груп. Водночас омега-3 охоплюють кілька жирних кислот, що відрізняються за біологічною роллю:

• DHA — важливий структурний компонент клітинних мембран, особливо в мозку та сітківці
• EPA бере участь у синтезі сигнальних молекул, що регулюють запальні процеси
• ALA є попередником EPA і DHA, однак її перетворення на ці довголанцюгові жирні кислоти обмежене та варіює між людьми (Calder, Proc. Nutr. Soc., 2020).

Тож для оцінки надходження омега-3 жирних кислот важливо враховувати їхню форму: якщо вони надходять переважно у вигляді ALA, забезпечення EPA і DHA залежатиме, зокрема, від ефективності ендогенної конверсії.

α-ліноленову кислоту (ALA) є незамінною омега-3 жирною кислотою, яку людина отримує з рослинної їжі. Основними джерелами ALA є насіння льону, волоські горіхи, ріпакова та соєва олії, насіння чіа тощо. Організм здатен перетворити лише частину спожитої ALA на довголанцюгові EPA і DHA: в EPA перетворюється приблизно 5–12%, а в DHA — менш ніж 1%, причому в жінок ефективність конверсії вища, ніж у чоловіків (Takić et al., Int. J. Mol. Sci., 2024). Тому насіння льону та інші рослинні джерела ALA не є рівноцінною заміною риби та інших джерел, що містять EPA і DHA.

Перетворення ALA потребує послідовної роботи ферментів десатурації та елонгації. На цьому шляху, зокрема, працюють ферменти, кодовані генами FADS1 (fatty acid desaturase 1) і FADS2 (fatty acid desaturase 2), генетичні варіанти яких пов'язані з відмінностями в концентраціях довголанцюгових поліненасичених жирних кислот. Метааналіз восьми досліджень показав, що носії A-алеля FADS1 rs174556 мають нижчі концентрації EPA і DHA в крові порівняно з іншими генотипами, хоча для DHA цей зв'язок був чутливим до методу аналізу (Wu et al., Adv. Nutr., 2023).

Ширший скринінговий огляд 40 досліджень підтверджує зв'язок поширених варіантів FADS та ELOVL із циркулюючими рівнями EPA і DHA: чотири варіанти FADS1 (rs174537, rs174547, rs174556, rs174561) виявилися дослідженими найбільше, і носії мінорного алеля мали нижчі рівні EPA і DHA (Loukil et al., Genes Nutr., 2024).

Отже, ефективність перетворення ALA на EPA і DHA різниться між людьми. І генетичні варіанти FADS є одними із чинників цієї відмінності. Водночас носійство генетичного варіанта FADS у конкретної людини не означає, що вона має чи матиме дефіцит омега-3 у конкретний момент часу. Генетична асоціація описує схильність, а не поточний нутрієнтний статус.

Значення генетичних варіантів FADS залежить від джерела омега-3 в раціоні

Генетичний варіант не діє поза середовищем: на результат одночасно впливають джерела жирних кислот у раціоні, їхня кількість, фізіологічний стан та інші метаболічні фактори.

Роль ендогенної конверсії ALA зростає, коли омега-3 жирні кислоти надходять переважно з рослинного харчування. Якщо ж людина регулярно споживає жирну рибу, а отже отримує EPA та DHA безпосередньо, ефективність цієї конверсії має менше значення.

Достатність нутрієнтів: від раціону до метаболізму

Для здорової людини різноманітне харчування, яке забезпечує рекомендоване надходження необхідних нутрієнтів, залишається основою раціону. Проте однакова кількість нутрієнта в раціоні не обов'язково означає однакову його біологічну доступність або метаболічний результат.

Так, ретельно розрахована норма білка не гарантує отримання всіх незамінних амінокислот у потрібній кількості. Так само загальна кількість омега-3 в раціоні не гарантує забезпеченості EPA та DHA, як і не показує, наскільки ефективно ALA перетворюється на ці форми.

Відтак оцінка нутрієнтного статусу має спиратися на кілька рівнів інформації:

• склад і кількість нутрієнтів у раціоні
• форма, у якій вони надходять
• особливості індивідуального метаболізму та конверсії нутрієнтів
• біомаркери, що характеризують фактичний нутрієнтний статус
• генетичні варіанти, пов'язані з відповідними метаболічними шляхами.

В Apixmed Prism ДНК-тест «Ліпіди, холестерин і жирні кислоти» аналізує показники та генетичні варіанти, пов'язані з метаболізмом жирних кислот, зокрема з перетворенням ALA на довголанцюгові омега-3 жирні кислоти EPA та DHA. ДНК-тест «Амінокислоти» аналізує варіанти, пов'язані з обміном валіну, лейцину, ізолейцину, метіоніну, треоніну, триптофану, фенілаланіну, аргініну та інших амінокислот.

Такі дані показують генетичну варіабельність метаболічних шляхів — ще один рівень інформації поруч із даними про раціон, біомаркери та фізіологічний стан, які разом дають змогу точніше оцінити нутрієнтний статус конкретної людини.

Досліджуйте генетичні особливості метаболізму амінокислот і жирних кислот з Apixmed Prism — подивіться на здоров'я крізь призму ДНК.

Результати генетичного тесту — це не діагноз і не заміна консультації лікаря. Звіт Apixmed Prism дає генетичний контекст, який доповнює результати обстежень і допомагає приймати рішення разом із лікарем.

Джерела

1. Wu W-C, Wu P-Y, Chan C-Y, Lee M-F, Huang C-Y. (2023). Effect of FADS1 rs174556 Genotype on Polyunsaturated Fatty Acid Status: A Systematic Review and Meta-Analysis. Advances in Nutrition, 14(2), 352–362. https://doi.org/10.1016/j.advnut.2023.01.007

2. Loukil I, Mutch DM, Plourde M. (2024). Genetic association between FADS and ELOVL polymorphisms and the circulating levels of EPA/DHA in humans: a scoping review. Genes & Nutrition, 19(1), 11. https://doi.org/10.1186/s12263-024-00747-4

3. Matsumoto M, Narumi-Hyakutake A, Kakutani Y, Tsuji M, Hatamoto Y, Higaki Y, Sasaki S. (2023). Evaluation of protein requirements using the indicator amino acid oxidation method: a scoping review. Journal of Nutrition, 153(12), 3472–3489. https://doi.org/10.1016/j.tjnut.2023.07.015

4. Tome D, Xipsiti M, Shertukde SP, Calvez J, Vasilopoulou D, Wijesinha-Bettoni R, Owino VO. (2024). Context and Perspectives for Establishing a Novel Database for Protein Quality of Human Foods, as Proposed by a Joint FAO/IAEA Expert Technical Meeting in October 2022. Journal of Nutrition, 154(2), 294–299. https://doi.org/10.1016/j.tjnut.2023.12.050

5. Takić M, Ranković S, Girek Z, Pavlović S, Jovanović P, Jovanović V, Šarac I. (2024). Current Insights into the Effects of Dietary α-Linolenic Acid Focusing on Alterations of Polyunsaturated Fatty Acid Profiles in Metabolic Syndrome. International Journal of Molecular Sciences, 25(9), Article 4909. https://doi.org/10.3390/ijms25094909

6. FAO. (2013). Dietary Protein Quality Evaluation in Human Nutrition: Report of an FAO Expert Consultation. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://openknowledge.fao.org/handle/20.500.14283/i3124e

7. Calder PC. (2020). Omega-3 (n-3) polyunsaturated fatty acids and inflammation: From membrane to nucleus and from bench to bedside. Proceedings of the Nutrition Society. https://doi.org/10.1017/S0029665120007077