Proteinele din organism sunt sintetizate și degradate continuu (1). Cifra de afaceri estimată este de ∼210 g/zi (2). Aminoacizii rezultați din degradarea proteinelor pot fi reciclați (reutilizați pentru sinteză), dar acest lucru este incomplet. Prin urmare, proteinele din alimentație sunt necesare pentru menținerea masei corporale slabe. De asemenea, proteinele din alimentație sunt necesare pentru a înlocui proteinele pierdute prin desprinderea pielii, a părului, a unghiilor, a celulelor din tractul gastrointestinal și a secrețiilor care conțin proteine. Cu toate acestea, se estimează că pierderile reale sunt de numai 6-8 g/zi (3).
În total, se raportează că sunt necesare aproximativ ∼32-46 g de proteine dietetice de înaltă calitate/zi pentru a menține echilibrul proteic (2). Aceasta este considerabil mai mică decât cantitățile de proteine raportate ca fiind consumate de adulții americani (∼65-100+ g/zi) (4). Excesul de aminoacizi derivați din alimente este apoi oxidat ca și combustibil, direct sau indirect, după transformarea în glucoză.
În 1915, folosind un preparat de câine clorhizinat, Janney (5) a demonstrat clar că aminoacizii deaminați (scheletele de carbon) prezenți în proteinele alimentare pot fi utilizați pentru a produce glucoză în mod endogen. Pentru cele mai comune proteine, din 100 g de proteine ingerate se pot obține 50-80 g de glucoză. Cu toate acestea, încă din 1913, Jacobson (6) a raportat că ingestia de proteine nu a crescut glicemia.
Mai târziu, în 1924, MacLean (7) a administrat 50 g de proteine din carne la doi subiecți, unul cu și altul fără diabet ușor. Cantitatea teoretică de glucoză care putea fi produsă era de 25 g. Cu toate acestea, nu s-a înregistrat nicio modificare a glicemiei. Apoi le-a dat subiecților 25 g de glucoză, iar glicemia a fost în mod clar ridicată. În 1936, Conn și Newburgh (8) au raportat că ingestia chiar și a unei cantități foarte mari de proteine ca și carnea (1,3 livre, 0,59 kg), nu a crescut glicemia.
Subiectiv, au fost elucidate căile de degradare pentru fiecare aminoacid. Dintre cei 20 de aminoacizi care se găsesc în proteine, toți, cu excepția leucinei, puteau, cel puțin parțial, să fie transformați în glucoză și astfel să contribuie la fondul de glucoză circulant. Cu toate acestea, datele din multe laboratoare, inclusiv ale noastre, au confirmat faptul că proteinele ingerate per se nu cresc concentrația de glucoză circulantă (9,10). Motivul pentru acest lucru a rămas necunoscut.
Pentru a aborda această problemă, în urmă cu câțiva ani (11) am determinat cantitatea reală de glucoză care intră în fondul de glucoză circulant folosind o tehnică de diluție izotopică a glucozei. Formarea de uree a fost determinată ca un indice al cantității de proteină ingerată deaminată și al scheletelor de carbon disponibile pentru sinteza glucozei. Subiecții normali, tineri, au ingerat 50 g de proteine din brânză de vaci (cazeină). S-a calculat că 34 g au fost deaminate (68%) în cele 8 ore ale studiului. Cantitatea de glucoză produsă și intrată în circulație a fost de numai 9,7 g (11). Astfel, cantitatea de glucoză produsă a fost considerabil mai mică decât cea teoretizată (∼25 g). Concentrația plasmatică de glucoză nu s-a modificat.
Mai târziu, la persoanele cu diabet zaharat de tip 2 netratat, s-a calculat că ingerarea a 50 g de proteine din carne de vită a avut ca rezultat doar 2,0 g de glucoză suplimentară adăugată în circulație pe parcursul a 8 ore de studiu (12). Aceste rezultate au fost mai degrabă surprinzătoare deoarece, așa cum era de așteptat, rata de producție bazală de glucoză la subiecții diabetici a fost mai mare decât la subiecții tineri normali (13-15).
Interesant este faptul că numeroase studii au demonstrat acum că furnizarea oricăruia dintre substraturile gluconeogene ingerate în mod obișnuit, fructoza, galactoza, glicerolul, precum și aminoacizii, atunci când sunt perfuzate sau ingerate, nu cresc, sau doar modest, producția și eliberarea hepatică de glucoză (16) și au un efect redus asupra concentrației de glucoză circulantă. Acest lucru se datorează unui proces autoregulator hepatic care este independent de o modificare a concentrațiilor circulante de insulină sau glucagon (17,18).
În acest număr al revistei Diabetes, Fromentin și colab. (19) au abordat în mod elegant problema repartiției endogene a aminoacizilor absorbiți derivați dintr-o proteină alimentară (ou). Aceștia abordează în mod specific dispoziția scheletelor de carbon derivate din totalul aminoacizilor și rata de apariție și cantitatea de glucoză care intră în bazinul de plasmă pe o perioadă de 8 ore, folosind tehnologia multitracer.
Studiul lor este unic din patru puncte de vedere: În primul rând, ouăle întregi au fost folosite ca sursă de proteine, adică a fost ingerată o cantitate modestă de grăsimi, precum și de proteine. În al doilea rând, cantitatea de proteine ingerată (23 g) a fost mai mică decât cea folosită de alții și se încadrează bine într-o cantitate susceptibilă de a fi ingerată într-o singură masă. În al treilea rând, au fost utilizați trasori de izotopi stabili ai carbonului și azotului derivați din alimentație. Astfel, a fost urmărită atât soarta fracțiunii amino, cât și a lanțurilor de carbon ale aminoacizilor. Această etichetare a fost realizată prin adăugarea de aminoacizi dublu marcați în dieta găinilor ouătoare. În al patrulea rând, subiecții au fost încurajați să ingereze o dietă definită care conținea 14% proteine timp de 5 zile înainte de studiu.
Autorii au calculat că ∼18 g (79%) din cele 23 g de proteine ingerate puteau fi reprezentate prin dezaminare; astfel, acele schelete de carbon erau disponibile pentru gluconeogeneză și eliberarea de glucoză nouă în circulație. Restul, probabil, a fost utilizat pentru o nouă sinteză de proteine.
Cantitatea totală de glucoză care a intrat în circulație din toate sursele a fost calculată la 50 g în perioada de 8 ore. Cu toate acestea, doar 4 g (8%) au putut fi atribuite proteinelor ingerate. Aceasta a fost mai puțin decât un maxim teoretic, dar, după cum subliniază autorii, conversia fracționată a fost aceeași cu cea pe care am determinat-o anterior în urma ingerării de cazeină (11). Acest lucru sugerează un proces foarte bine reglementat. Carbonul rămas din aminoacizii deaminați a apărut sub formă de CO2, adică a fost oxidat ca și combustibil în mod direct.
Datele sunt convingătoare, dar trebuie interpretate în contextul lipsei unui grup de control randomizat, încrucișat, cu post de 8 ore. De asemenea, subiecții se aflau într-un echilibru negativ al azotului (31 g de proteine oxidate/23 g ingerate). Ar fi de interes studii suplimentare care să utilizeze cantități mai mari de proteine la subiecți adaptați sau neadaptați la o dietă bogată în proteine (∼30% din energia alimentară).
În ansamblu, aceste date indică în mod clar că producția endogenă și adaosul de glucoză în circulație din proteinele alimentare sunt relativ mici. Mecanismele de reglementare care controlează împărțirea sorții aminoacizilor derivați din alimente între sinteza de noi proteine, dezaminare, oxidare directă ca și combustibil sau conversie în glucoză și eliberarea de glucoză în circulație rămân a fi determinate.
.