A test fehérjéi folyamatosan szintetizálódnak és lebomlanak (1). A becsült forgalom ∼210 g/nap (2). A fehérjék lebontásából származó aminosavak újrahasznosíthatók (újra felhasználhatók a szintézishez), de ez nem teljes. Ezért az étrendi fehérje szükséges a sovány testtömeg fenntartásához. Az étrendi fehérje szükséges továbbá a bőr, a haj, a köröm, a gyomor-bélrendszer sejtjei és a fehérjetartalmú váladékok leválásából származó fehérjeveszteség pótlásához. A tényleges veszteség azonban a becslések szerint csak 6-8 g/nap (3).
A jelentések szerint összességében körülbelül ∼32-46 g jó minőségű táplálékfehérje/nap szükséges a fehérjeegyensúly fenntartásához (2). Ez lényegesen kevesebb, mint az amerikai felnőttek által állítólagosan elfogyasztott fehérje mennyisége (∼65-100+ g/nap) (4). A táplálékból származó felesleges aminosavak ezután közvetlenül vagy közvetve, glükózzá alakítás után üzemanyagként oxidálódnak.
1915-ben Janney (5) egy flórozott kutyakészítmény segítségével egyértelműen kimutatta, hogy a táplálékfehérjékben található deaminált aminosavak (szénvázak) felhasználhatók endogén glükóz előállítására. A leggyakoribb fehérjék esetében 100 g bevitt fehérjéből 50-80 g glükóz nyerhető. Ennek ellenére Jacobson (6) már 1913-ban arról számolt be, hogy a fehérjék bevitele nem emeli a vércukorszintet.
Később, 1924-ben MacLean (7) 50 g húsfehérjét adott be két kísérleti személynek, az egyiknek enyhe cukorbetegsége volt, a másiknak nem. Az elméletileg előállítható glükóz mennyisége 25 g volt, a vércukorszint azonban nem változott. Ezután 25 g glükózt adott az alanyoknak, és a vércukorszint egyértelműen emelkedett. 1936-ban Conn és Newburgh (8) arról számolt be, hogy még egy nagyon nagy mennyiségű fehérje, mint hús (1,3 font, 0,59 kg) bevitele sem emelte meg a vércukorszintet.
Ezután az egyes aminosavak lebontási útvonalait tisztázták. A fehérjékben található 20 aminosav közül a leucin kivételével mindegyik, legalábbis részben, glükózzá alakítható, és így hozzájárul a keringő glükózkészlethez. Számos laboratórium, köztük a miénk is, adatai azonban megerősítették, hogy a bevitt fehérje önmagában nem növeli a keringő glükózkoncentrációt (9,10). Ennek oka ismeretlen maradt.
A kérdés megoldása érdekében néhány évvel ezelőtt (11) glükózizotóp-hígítási technikával meghatároztuk a keringő glükózkészletbe kerülő glükóz tényleges mennyiségét. A karbamidképződést a bevitt fehérje deaminált mennyiségének indexeként határoztuk meg, és a glükózszintézishez rendelkezésre álló szénvázakat. Normális, fiatal alanyok 50 g túrófehérjét (kazein) vettek magukhoz. A számítások szerint 34 g deaminálódott (68%) a vizsgálat 8 órája alatt. A termelt és a keringésbe kerülő glükóz mennyisége mindössze 9,7 g volt (11). A termelt glükóz mennyisége tehát lényegesen kevesebb volt, mint az elméletileg feltételezett mennyiség (∼25 g). A plazma glükózkoncentrációja nem változott.
Később, kezeletlen 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő embereknél 50 g marhahúsfehérje elfogyasztása a számítások szerint mindössze 2,0 g további glükóz bevitelét eredményezte a keringésbe a 8 órás vizsgálati időszak alatt (12). Ezek az eredmények meglehetősen meglepőek voltak, mivel a várakozásoknak megfelelően a cukorbetegek alapszintű glükóztermelési sebessége nagyobb volt, mint a normális fiatal alanyoké (13-15).
Igazán érdekes módon mára számos vizsgálat bizonyította, hogy az általánosan bevitt glükoneogén szubsztrátok – fruktóz, galaktóz, glicerin, valamint aminosavak – bármelyikének infúzióban vagy lenyelve történő biztosítása nem, vagy csak szerény mértékben növeli a máj glükóztermelését és felszabadulását (16), és alig van hatása a keringő glükózkoncentrációra. Ez egy hepatikus autoregulációs folyamatnak köszönhető, amely független a keringő inzulin- vagy glükagonkoncentráció változásától (17,18).
A Diabetes e számában Fromentin és munkatársai (19) elegánsan foglalkoztak a táplálék (tojás) fehérjéből származó, felszívódó aminosavak endogén megoszlásának kérdésével. Konkrétan az összes aminosavból származó szénvázak diszpozíciójával, valamint a plazma poolba kerülő glükóz megjelenési sebességével és mennyiségével foglalkoznak egy 8 órás időszak alatt, multitracer technológiával.
A vizsgálatuk négy szempontból is egyedülálló: Először is, fehérjeforrásként egész tojást használtak, azaz a fehérje mellett szerény mennyiségű zsírt is bevittek. Másodszor, a bevitt fehérje mennyisége (23 g) alacsonyabb volt, mint amit mások használtak, és bőven az egyetlen étkezés során valószínűleg bevitt mennyiségen belül van. Harmadszor, a táplálékból származó szén- és nitrogén stabil izotópos nyomjelzőket használtak. Így mind az aminórész, mind az aminosav szénláncok sorsa nyomon követhető volt. Ezt a jelölést úgy végezték el, hogy kétszeresen jelölt aminosavakat adtak a tojótyúkok takarmányához. Negyedszer az alanyokat arra ösztönözték, hogy a vizsgálatot megelőzően 5 napon keresztül 14% fehérjét tartalmazó, meghatározott étrendet fogyasszanak.
A szerzők kiszámították, hogy a bevitt 23 g fehérjéből ∼18 g (79%) deaminációval számolható el; így ezek a szénvázak rendelkezésre álltak a glükoneogenezishez és új glükóz felszabadulásához a keringésbe. A maradékot feltehetően új fehérjeszintézisre használták fel.
A 8 órás időszak alatt az összes forrásból a keringésbe jutó glükóz teljes mennyiségét 50 g-nak számítottuk. A bevitt fehérjének azonban csak 4 g (8%) volt tulajdonítható. Ez kevesebb volt, mint az elméleti maximum, de mint a szerzők rámutatnak, a frakcionált konverzió megegyezett azzal, amit korábban kazeinbevitel után határoztunk meg (11). Ez egy erősen szabályozott folyamatra utal. A fennmaradó deaminált aminosav-szén CO2-ként jelent meg, azaz közvetlenül üzemanyagként oxidálódott.”
Az adatok meggyőzőek, de a randomizált, keresztezett, 8 órás éhgyomri kontrollcsoport hiányának összefüggésében kell értelmezni őket. Emellett az alanyok negatív nitrogénegyensúlyban voltak (31 g oxidált fehérje/23 g bevitt fehérje). Érdekesek lennének további vizsgálatok, amelyekben nagyobb mennyiségű fehérjét használnának magas fehérjetartalmú étrendhez (∼30%-a táplálék energiájának) alkalmazkodott vagy nem alkalmazkodott alanyokon.
Ezek az adatok összességében egyértelműen arra utalnak, hogy az endogén termelés és a glükóznak a táplálékkal bevitt fehérjéből a keringésbe történő hozzáadása viszonylag kicsi. Még meg kell határozni azokat a szabályozási mechanizmusokat, amelyek szabályozzák a táplálékból származó aminosavak sorsának megoszlását az új fehérjeszintézis, a deaminálás, az üzemanyagként történő közvetlen oxidáció vagy a glükózzá történő átalakulás és a glükóznak a keringésbe történő felszabadulása között.