В среднем у человека с обычным питанием оборот белка в теле (распад и ресинтез) примерно 300 граммов в день (2). Это не означает, что ежедневные потребности в белке составляют 300 граммов, так как большинство белка от распада пойдёт вновь на построение белковых.
Никакой процесс в организме не является 100% эффективным и оборот белка ничем не отличается. После распада некоторый процент белка в конечном итоге окисляется (сжигается) и выводится в виде мочевины, креатинина, аммиака и других веществ. При нормальном потреблении белка, примерно 4% от суточного оборота белка могут быть потеряны организмом (4). Это белок должен быть заменен потребляемым белком из питания и эту небольшая потеря белка является большей частью базальной потребности в белке для человека.
Одним из определяющих аспектов белков является то, что он содержит азот, с помощью этого исследуется степень потери белка, путем измерения потери азота. Обычно азот выводится с мочой, но он также выводится с калом, потом, волосами, кожей, ногтями и другими тканями (4).
Чрезвычайно трудно измерить все источники вывода азота из организма (в начале исследования проводили на людях, которые были в мешкиах герметичных так, что весь выделяемый азот можно было измерить, и оценки были разработаны на основе этих исследований), оценивали обычно фекалии, кожу, волосы, пот и остальные. Вообще говоря в современных исследованиях только экскреции азота измеряются, так как это соответствует примерно 80% от общей суточной потери азота; другие потери просто оценить из предыдущих работ.
Такие измерения позволяют исследовать зотный баланс, они просто сравнивают количество азота поступающего в тело (с белком из пищи) с азотом, который покидает тело (с мочой, калом и др.). Если люди потребляют ровно столько азота, сколько и теряют, то как говорят это азотный баланс. Если они потребляют больше азота, чем они теряют, то это положительный баланс азота и предположительно увеличение белка в организме. Если они теряют больше белка, чем потребляют, то это отрицательный баланс азота и считается что белка в организме становится меньше.
Как уже упоминалось, белок (аминокислоты, если быть более точным) является единственным источником азота, поэтому отрицательный баланс азота означает, что тело разрушает белок тела. Тем не менее, простые исследования азотного баланса не дают никаких указаний, какие именно аминокислоты теряются или то где на самом деле белока в организме становится меньше. Это может быть из мышечной ткани или при распаде белков печени например, в экстремальных условиях тяжелого голода, белки органов (сердца и т. д.) может быть разбит и выведен.
В более поздних исследованиях начали использовать более точные методы для отслеживания изменений в метаболизме белков в организме. Аминокислоты радиоактивно метили и исследовали, куда конкретно лни попадали или из каких мест извлеклись и куда они пошли. Большая часть исследований на питании было сделано с помощью этого типа методологии.
Баланс азота не только зависит от потребления азота (и выхода), но и другие факторы, такие как потребление калорий также играют важную роль в определении баланса азота (5). Это усложняет определение истинной человеческой потребности в белке, так как небольшие отклонения потребления калорий от баланса потребностей может повлиять на баланс азота измерений и оценки потребностей в белках, которые сделаны из них (1, 5).
Если потребление калорий увеличивается, то это делает положительным баланс азота (тело сохраняет больше белка); если потребление калорий снижается, то баланс азота отрицательный (5). Как вы увидите в дальнейшем из текста, требования в количестве белка возрастают, когда вы на дефиците калорий, и это связано со способностью сохранением телом меньше белка. Люди которые едят больше белка потеряют больше азота, как от просто повышенного потребления азота (3).
Ранние исследования предположили, что углеводы лучше поддерживают баланс азота, чем жиры (6), но более поздние исследования не поддержали это (5). На равновесном и профицитном питании, жиры в питании столь же эффективны, если не более эффективны в балансе азота, чем углеводы (5, 7).
Как же обычно производятся исследования азотного баланса? Прежде всего, исследователи должны определить, что называется обязательным азотным (или белквым) требованием. Это делается первым делом из обычного питания с содержанием белка, в идеале человек находится в идеальном балансе энергии, потребляя достаточно калорий, чтобы поддерживать уровень своей активности. Экскреция азота измеряется и это принимается для представления обязательноог распада белка телом, то есть количество белка, которое тело теряет в день независимо от диеты или активности.
Обязательные потери азота были оценены примерно в 50-60 мг/кг/день, по этому 100 кг (220 фунт) человек будет терять 5-6 гр азота в сутки ( 8 ). Так как в белке азот составляет около 16%, то это примерно 33 граммов белка в день (5-6 г деленное на 0,16 = 31-37 г белка). Поскольку белок из пищи не усваивается с КПД 100%, то возьмём коэффициент рекомендуемой суточной дозы (RDI) на белок( 8 ).RDI заменяет старый Рекомендуемое Диетическое Пособие (RDA).
США RDI для белка 0,8 г/кг (0,36 грамма/фунт) белка в день. Таким образом для 100 кг (220 фунтов) человека нужно 80 граммов белка в день, чтобы удовлетворить RDI; среднему мужчине 75 кг (165 фунтов) ппотребуется 60 граммов белка. Рекомендации RDI подходят для покрытия белоковой потребности около 95% людей.
RDI предполагает наличие высококачественных белков и достаточное потребление калорий (4). Как упоминалось выше, когда калорий уменьшается, RDI для белока больше не является достаточным, кроме того, диеты содержащие плохо усваиваемые или низкого качества белков, требуют большего количества белка для компенсации. Типичная американская диета содержит высокое содержание продуктов животного происхождения, как правило обеспечивающих в 2-3 раза больше рекомендуемого RDI белка с самого начала. Это важный момент.
Наконец в дополнение к требованию общего белка (в частности азота), тело также имеет потребность в незаменимых аминокислотах и эти требования имеют тенденцию к изменению в разное время жизни (6, 7).