Kroppsproteiner syntetiseras och bryts ned kontinuerligt (1). Den uppskattade omsättningen är ∼210 g/dag (2). Aminosyror som uppstår vid proteinnedbrytning kan återvinnas (återanvändas för syntes), men detta är ofullständigt. Därför är kostprotein nödvändigt för att bibehålla mager kroppsmassa. Dessutom krävs kostprotein för att ersätta det protein som förloras genom att hud, hår, naglar, celler i mag-tarmkanalen och proteinhaltiga sekret lossnar. De faktiska förlusterna uppskattas dock till endast 6-8 g/dag (3).
Totalt rapporteras det att cirka ∼32-46 g högkvalitativt kostprotein/dag krävs för att upprätthålla proteinbalansen (2). Detta är betydligt mindre än de mängder protein som rapporteras konsumeras av amerikanska vuxna (∼65-100+ g/dag) (4). De överskottsaminosyror som härrör från födan oxideras sedan som bränsle direkt eller indirekt efter omvandling till glukos.
1915 visade Janney (5) med hjälp av ett phlorhiziniserat hundpreparat tydligt att de deaminerade aminosyror (kolskelett) som finns i kostproteiner kan användas för att producera glukos endogent. För de flesta vanliga proteiner kan 50-80 g glukos framställas från 100 g intaget protein. Trots detta rapporterade Jacobson (6) redan 1913 att intag av proteiner inte höjde blodsockret.
Senare, 1924, gav MacLean (7) 50 g köttprotein till två försökspersoner, en med och en utan mild diabetes. Den teoretiska mängden glukos som kunde produceras var 25 g. Det skedde dock ingen förändring av blodsockret. Han gav sedan försökspersonerna 25 g glukos och blodsockret var tydligt förhöjt. År 1936 rapporterade Conn och Newburgh (8) att intag av till och med en mycket stor mängd protein som kött (1,3 pund, 0,59 kg), inte höjde blodglukosen.
Därefter belystes nedbrytningsvägarna för varje aminosyra. Av de 20 aminosyror som finns i proteiner kunde alla utom leucin åtminstone delvis omvandlas till glukos och därmed bidra till den cirkulerande glukospoolen. Data från många laboratorier, inklusive vårt eget, bekräftade dock att intaget protein i sig inte ökar den cirkulerande glukoskoncentrationen (9,10). Orsaken till detta förblev okänd.
För att ta itu med denna fråga fastställde vi för ett antal år sedan (11) den faktiska mängden glukos som kommer in i den cirkulerande glukospoolen med hjälp av en teknik för glukosisotopförtunning. Ureasbildningen bestämdes som ett index för mängden intaget protein som desaminerats, och de kolskelett som var tillgängliga för glukossyntesen. Normala, unga försökspersoner fick i sig 50 g protein från keso (kasein). Det beräknades att 34 g avamineras (68 %) under de 8 timmar som studien pågick. Mängden glukos som producerades och kom in i cirkulationen var endast 9,7 g (11). Den mängd glukos som producerades var alltså betydligt mindre än den mängd som man hade teoretiserat (∼25 g). Plasmaglukoskoncentrationen förändrades inte.
Senare, hos personer med obehandlad typ 2-diabetes, beräknades intag av 50 g nötköttsprotein resultera i endast 2,0 g ytterligare glukos som tillfördes cirkulationen under den 8 timmar långa studieperioden (12). Dessa resultat var ganska överraskande eftersom den basala glukosproduktionshastigheten hos de diabetiska personerna som förväntat var högre än hos normala unga personer (13-15).
Interessant nog har många studier nu visat att tillförsel av något av de vanligt förekommande glukoneogena substraten, fruktos, galaktos, glycerol samt aminosyror, när de infunderas eller intas, inte eller endast i blygsam utsträckning ökar den hepatiska produktionen och frisättningen av glukos (16) och att de har liten effekt på den cirkulerande glukoskoncentrationen. Detta beror på en hepatisk autoreglerande process som är oberoende av en förändring av de cirkulerande insulin- eller glukagonkoncentrationerna (17,18).
I detta nummer av Diabetes har Fromentin et al. (19) på ett elegant sätt behandlat frågan om den endogena fördelningen av absorberade aminosyror som härrör från ett livsmedelsprotein (ägg). De behandlar särskilt dispositionen av de kolskelett som härrör från de totala aminosyrorna och utseendehastigheten och mängden glukos som kommer in i plasmapoolen under en 8-timmarsperiod med hjälp av multitracerteknik.
Din studie är unik på fyra sätt: För det första användes hela ägg som proteinkälla, dvs. en blygsam mängd fett samt protein intogs. För det andra var den intagna mängden protein (23 g) lägre än vad andra har använt och ligger väl inom en mängd som sannolikt intas under en enda måltid. För det tredje användes stabila isotopspårare för kol och kväve som härrör från kosten. På så sätt kunde både aminogruppens öde och aminosyrans kolkedjor spåras. Märkningen genomfördes genom att lägga dubbelt märkta aminosyror i kosten till värphöns. För det fjärde uppmuntrades försökspersonerna att inta en definierad diet som innehöll 14 % protein under fem dagar före studien.
Författarna beräknade att ∼18 g (79 %) av de 23 g protein som intagits kunde förklaras genom deaminering; dessa kolskelett var alltså tillgängliga för glukoneogenes och frisättning av ny glukos i cirkulationen. Resten användes förmodligen för ny proteinsyntes.
Den totala mängden glukos som kom in i cirkulationen från alla källor beräknades till 50 g under 8-timmarsperioden. Endast 4 g (8 %) kunde dock tillskrivas det intagna proteinet. Detta var mindre än ett teoretiskt maximum, men som författarna påpekar var den fraktionella omvandlingen densamma som vi tidigare fastställt efter intag av kasein (11). Detta tyder på en mycket reglerad process. Det återstående desaminerade aminosyrakolet uppträdde som CO2, dvs. oxiderades direkt som bränsle.
Data är övertygande men måste tolkas mot bakgrund av att det saknades en randomiserad, crossover, 8-timmars fastande kontrollgrupp. Dessutom hade försökspersonerna en negativ kvävebalans (31 g oxiderat protein/23 g intaget). Ytterligare studier med större mängder protein hos försökspersoner som antingen är anpassade till eller inte är anpassade till en proteinrik kost (∼30 % av födoämnesenergin) skulle vara av intresse.
Sammanfattningsvis tyder dessa data tydligt på att den endogena produktionen och tillsättningen av glukos till cirkulationen från kostprotein är relativt liten. De regleringsmekanismer som styr fördelningen av vad som händer med aminosyror från födan mellan ny proteinsyntes, deaminering, direkt oxidation som bränsle eller omvandling till glukos och frisättning av glukos i cirkulationen återstår att fastställa.