Аминокислоты и жирные кислоты: когда рацион не покрывает потребности

Тщательно рассчитанное количество белка в рационе не означает, что организм получит достаточно незаменимых аминокислот. С жирами ситуация ещё принципиальнее: омега-3 жирные кислоты могут поступать как EPA и DHA — то есть в форме длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот, доступных организму без дополнительного преобразования, — или как ALA, являющаяся предшественником, который для превращения в EPA и DHA требует участия ферментов десатурации и элонгации.

Пищевая ценность рациона зависит не только от количества нутриентов в продуктах, из которых он состоит. Определяющую роль играет и то, насколько полноценно организм способен усвоить каждый из этих нутриентов. Поэтому оценивать сбалансированность рациона исключительно по его составу было бы грубым упрощением.

Не все белковые продукты имеют одинаковый аминокислотный состав

20 г белка из рыбы и 20 г белка из бобовых — это разный аминокислотный состав. Профиль аминокислот зависит от источника: растительные белки нередко содержат меньше отдельных незаменимых аминокислот, чем животные. Если рацион опирается на узкий круг источников белка, некоторые незаменимые аминокислоты могут поступать в недостаточном количестве даже при формально достаточной общей массе белка.

Существует и другой уровень вариабельности. Потребность в белке и аминокислотах зависит от возраста, физиологического состояния и физической активности. Исследования с использованием метода окисления индикаторной аминокислоты демонстрируют широкий диапазон оценок потребности в белке в зависимости от группы и условий.

Потребность в белке не сводится к одному числу. Она предполагает как минимум соответствие количества белка потребностям организма, достаточный аминокислотный профиль и биодоступность аминокислот.

Для жирных кислот ключевое значение имеет их форма: ALA требует дальнейшего преобразования в длинноцепочечные омега-3, тогда как EPA и DHA организм получает в этой длинноцепочечной форме сразу, без необходимости такого преобразования. Поэтому одинаковое количество омега-3 из пищи не обязательно означает одинаковое количество конкретной жирной кислоты, доступной для дальнейшего метаболизма.

Незаменимые аминокислоты поступают с пищей

Организм взрослого человека самостоятельно синтезирует лишь 11 из 20 протеиногенных аминокислот. Остальные девять являются незаменимыми, а значит, должны поступать с пищей.

Пищевая ценность белка зависит не только от его общего количества, но и от аминокислотного состава — того, насколько количество и пропорции незаменимых аминокислот способны обеспечить потребности организма. Вместе с тем даже оптимальный аминокислотный состав не гарантирует одинаковой доступности аминокислот для всасывания: их перевариваемость зависит от источника белка.

DIAAS — показатель того, насколько белок обеспечивает организм незаменимыми аминокислотами. Он учитывает и их количество, и усвоение в тонком кишечнике. Оценку определяет аминокислота, которой усваивается меньше всего относительно потребностей: чем выше DIAAS, тем лучше белок покрывает эти потребности. Полученное значение сравнивают с референтным содержанием этой аминокислоты. Такой подход позволяет оценивать качество белка с учётом различий в перевариваемости отдельных аминокислот, а не только общей перевариваемости белка (FAO, Dietary Protein Quality Evaluation in Human Nutrition, 2013).

В некоторых растительных источниках содержание определённых незаменимых аминокислот ниже, а их илеальная перевариваемость — меньше, чем во многих животных источниках. Вместе с тем эти показатели существенно варьируют в зависимости от конкретного продукта, а сочетание разных источников белка в рационе может компенсировать недостаточное содержание отдельных незаменимых аминокислот.

Потребность в незаменимых аминокислотах также варьирует в зависимости от физиологического состояния и этапа жизни. Её оценивают с помощью метаболических методов, в частности indicator amino acid oxidation (IAAO), который позволяет определять потребность в конкретной аминокислоте по изменению окисления индикаторной аминокислоты при разном уровне потребления исследуемой аминокислоты. Метод IAAO применяли для оценки потребностей в разных возрастных и физиологических группах, хотя имеющиеся исследования охватывают не все этапы жизни и популяции (Matsumoto et al., J. Nutr., 2023).

От ALA к EPA и DHA: где возникает индивидуальная вариабельность

Среди полиненасыщенных жирных кислот омега-3 — одна из наиболее изученных групп. Вместе с тем омега-3 включают несколько жирных кислот, различающихся по биологической роли:

• DHA — важный структурный компонент клеточных мембран, особенно в мозге и сетчатке
• EPA участвует в синтезе сигнальных молекул, регулирующих воспалительные процессы
• ALA является предшественником EPA и DHA, однако её преобразование в эти длинноцепочечные жирные кислоты ограничено и различается у разных людей (Calder, Proc. Nutr. Soc., 2020).

Поэтому для оценки поступления омега-3 жирных кислот важно учитывать их форму: если они поступают преимущественно в виде ALA, обеспеченность EPA и DHA будет зависеть, в частности, от эффективности эндогенной конверсии.

α-Линоленовая кислота (ALA) является незаменимой омега-3 жирной кислотой, которую человек получает из растительной пищи. Основными источниками ALA являются семена льна, грецкие орехи, рапсовое и соевое масла, семена чиа и т. д. Организм способен преобразовать лишь часть потреблённой ALA в длинноцепочечные EPA и DHA: в EPA превращается примерно 5–12%, а в DHA — менее 1%, причём у женщин эффективность конверсии выше, чем у мужчин (Takić et al., Int. J. Mol. Sci., 2024). Поэтому семена льна и другие растительные источники ALA не являются равноценной заменой рыбы и других источников, содержащих EPA и DHA.

Преобразование ALA требует последовательной работы ферментов десатурации и элонгации. На этом пути, в частности, работают ферменты, кодируемые генами FADS1 (fatty acid desaturase 1) и FADS2 (fatty acid desaturase 2), генетические варианты которых связаны с различиями в концентрациях длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот. Метаанализ восьми исследований показал, что носители A-аллеля FADS1 rs174556 имеют более низкие концентрации EPA и DHA в крови по сравнению с другими генотипами, хотя для DHA эта связь была чувствительна к методу анализа (Wu et al., Adv. Nutr., 2023).

Более широкий скрининговый обзор 40 исследований подтверждает связь распространённых вариантов FADS и ELOVL с циркулирующими уровнями EPA и DHA: четыре варианта FADS1 (rs174537, rs174547, rs174556, rs174561) оказались наиболее изученными, и носители минорного аллеля имели более низкие уровни EPA и DHA (Loukil et al., Genes Nutr., 2024).

Итак, эффективность преобразования ALA в EPA и DHA различается у разных людей. И генетические варианты FADS являются одним из факторов этого различия. Вместе с тем носительство генетического варианта FADS у конкретного человека не означает, что у него есть или будет дефицит омега-3 в конкретный момент времени. Генетическая ассоциация описывает предрасположенность, а не текущий нутриентный статус.

Значение генетических вариантов FADS зависит от источника омега-3 в рационе

Генетический вариант не действует вне среды: на результат одновременно влияют источники жирных кислот в рационе, их количество, физиологическое состояние и другие метаболические факторы.

Роль эндогенной конверсии ALA возрастает, когда омега-3 жирные кислоты поступают преимущественно с растительным питанием. Если же человек регулярно употребляет жирную рыбу, а значит, получает EPA и DHA напрямую, эффективность этой конверсии имеет меньшее значение.

Достаточность нутриентов: от рациона до метаболизма

Для здорового человека разнообразное питание, обеспечивающее рекомендуемое поступление необходимых нутриентов, остаётся основой рациона. Однако одинаковое количество нутриента в рационе не обязательно означает одинаковую его биологическую доступность или метаболический результат.

Так, тщательно рассчитанная норма белка не гарантирует получения всех незаменимых аминокислот в нужном количестве. Точно так же общее количество омега-3 в рационе не гарантирует обеспеченности EPA и DHA, как и не показывает, насколько эффективно ALA преобразуется в эти формы.

Поэтому оценка нутриентного статуса должна опираться на несколько уровней информации:

• состав и количество нутриентов в рационе
• форма, в которой они поступают
• особенности индивидуального метаболизма и конверсии нутриентов
• биомаркеры, характеризующие фактический нутриентный статус
• генетические варианты, связанные с соответствующими метаболическими путями.

В Apixmed Prism ДНК-тест «Липиды, холестерин и жирные кислоты» анализирует показатели и генетические варианты, связанные с метаболизмом жирных кислот, в частности с преобразованием ALA в длинноцепочечные омега-3 жирные кислоты EPA и DHA. ДНК-тест «Аминокислоты» анализирует варианты, связанные с обменом валина, лейцина, изолейцина, метионина, треонина, триптофана, фенилаланина, аргинина и других аминокислот.

Такие данные показывают генетическую вариабельность метаболических путей — ещё один уровень информации наряду с данными о рационе, биомаркерах и физиологическом состоянии, которые вместе позволяют точнее оценить нутриентный статус конкретного человека.

Исследуйте генетические особенности метаболизма аминокислот и жирных кислот с Apixmed Prism — посмотрите на здоровье сквозь призму ДНК.

Результаты генетического теста — это не диагноз и не замена консультации врача. Отчёт Apixmed Prism даёт генетический контекст, который дополняет результаты обследований и помогает принимать решения вместе с врачом.

Источники

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