Protein induced protein turnoverThe

Protein induced protein turnover
There is abundant evidence that dietary protein stimulates protein breakdown and re-synthesis. In particular, branched chain amino acids, and especially leucine, are documented to act as nutritional signals acting via both the insulin and mTOR signaling pathways [16-18]. On the macroscopic level, the energetic cost of protein turnover is demonstrable as excess heat generated during a high protein meal. Thermogenesis (thermogenic effect of feeding; old name: specific dynamic action) has been defined as the extra heat generated during a meal due to digestion or metabolism. Johnston et al [19] compared the energy expended during 9 hour intravenous feedings of a high protein meal, vs. an isocaloric high carbohydrate meal; both contrasted with a 9 hour fast. The protein meal, with 70% of its caloric value due to protein, had significantly greater thermogenesis than the high carbohydrate meal (70% of calories from carbohydrate). These data have been reproduced in numerous studies [19-22]. The overall energy costs of protein turnover and synthesis have been estimated in various animal species, including man, and tabulated by Vernon Young ([23]), based on data from other investigators [24-26]. Despite the substantial experimental difficulties involved, the cost of protein synthesis clusters at around 4–5 kcal/gram in 8 species of birds, marsupials and mammals, including man. The high energetic cost is understandable in view of the multiple ATP-requiring processes involved. The cost of protein turnover can reduce efficiency from 33% to 27%, merely in the formation and hydrolysis of a single peptide bond (requiring 4 ATP's per bond formed: Table 1). In addition, protein processes that are ATP-dependent include formation of the ribosomal initiation complex, translation and folding of the protein, and protein degradation (both ubiquitin-dependent and -independent pathways) [23]. The energy costs of protein turnover could therefore account for a metabolic advantage in high protein diets, independent of carbohydrate content. This mechanism may also contribute to inefficiency in low carbohydrate diets, often high in protein.
Gluconeogenesis-stimulated protein turnover in carbohydrate restriction
The following hypothesis is suggested from classic studies of starvation done in chronically fasted obese individuals [27,28]. The brain's metabolism requires 100 grams of glucose per day. In the early phase of starvation, glycogen stores are rapidly reduced, so the requirement for glucose, is met by gluconeogenesis. Approximately 15–20 grams are available from glycerol production due to lipolysis, but fatty acid oxidation generally cannot be used to produce glucose. Therefore, protein breakdown must supply the rest of substrate for conversion to glucose in the early phases of starvation. By 6 weeks of starvation, ketone bodies plus glycerol can replace 85% of the brain's metabolic needs, the remainder still arising from gluconeogenesis due to protein. It should be mentioned that, since the fundamental role of ketones is to spare protein, it might be expected that the reliance on protein would actually decrease with time, perhaps relating to the anecdotal observation of "hitting the wall" on weight loss diets.
Very low carbohydrate diets, in their early phases, also must supply substantial glucose to the brain from gluconeogenesis. For example, the early phase of the popular Atkins or Protein Power diet restricts dieters to about 20–30 grams of carbohydrate per day, leaving 60–65 grams to be made up from protein-originated gluconeogenesis. One hundred grams of an "average" protein can supply about 57 grams of glucose so 110 grams protein would be needed to provide 60–65 grams glucose. Increased gluconeogenesis has been directly confirmed using tracer studies on day 11 of a very low carbohydrate diet (approx 8 grams/day) [29]. If indeed, 110 grams of endogenous protein is broken down for gluconeogenesis and re-synthesized, the energy cost, at 4–5 kcal/gram could amount to as much as 400–600 kcal/day. This is a sizable metabolic advantage. Of course, the source of protein for gluconeogenesis may be dietary rather than endogenous. Whereas endogenous protein breakdown is likely to evoke energetically costly re-synthesis in an organism in homeostasis, dietary protein may conserve energy. The source of protein for the observed gluconeogenesis [29] remains an open question, but there is no a priori reason to exclude endogenous rather than dietary sources. This is therefore a hypothesis that would need to be tested. The extent to which the protein for gluconeogenesis is supplied by endogenous protein would explain very high-energy costs. It should be noted, however, that even if limited to breakdown of dietary protein sources, there would be some energy cost associated with gluconeogenesis.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

โปรตีนโปรตีนอาจหมุนเวียนมีหลักฐานมากมายว่า อาหารโปรตีนกระตุ้นโปรตีนแบ่งและ re-สังเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กรดอะมิโนโซ่แบบแยกสาขา และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง leucine มีเอกสารเป็นสัญญาณทางโภชนาการที่ทำหน้าที่ทั้งอินซูลินและ mTOR ตามปกติมนต์ [16-18] ต้นทุนหมุนเวียนของโปรตีนมีพลังจะไม่แสดงให้เห็นถึงเป็นความร้อนส่วนเกินที่สร้างขึ้นในระหว่างอาหารโปรตีนในระดับ macroscopic Thermogenesis (thermogenic ผลของอาหาร ชื่อเดิม: การดำเนินการแบบไดนามิกระบุ) ได้รับการสร้างขึ้นในระหว่างมื้ออาหารเนื่องจากการย่อยอาหารหรือการเผาผลาญความร้อนเสริม จอห์นสตัน et al [19] เมื่อเทียบพลังงานที่ใช้ในระหว่างชั่วโมง 9 feedings ฉีดอาหารโปรตีนสูง เทียบกับอาหารคาร์โบไฮเดรตสูง isocaloric ทั้งสองต่างกับชั่วโมง 9 อย่างรวดเร็ว อาหารโปรตีน 70% ของค่าของแคลอริกเนื่องจากโปรตีน มี thermogenesis อย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นกว่าอาหารคาร์โบไฮเดรตสูง (70% ของจำนวนแคลอรีจากคาร์โบไฮเดรต) ข้อมูลเหล่านี้ได้ถูกทำซ้ำในการศึกษามากมาย [19-22] มีการประมาณต้นทุนพลังงานโดยรวมของการหมุนเวียนของโปรตีนและการสังเคราะห์ในสัตว์ชนิดต่าง ๆ คน และสนับสนุน โดยหนุ่มเวอร์นอน ([23]), ตามข้อมูลจากนักสืบอื่น ๆ [24-26] แม้ มีการพบทดลองปัญหาเกี่ยวข้อง ต้นทุนของการสังเคราะห์โปรตีนคลัสเตอร์ในรอบ 4-5 กิโลแคลอรี่/กรัมใน 8 ชนิดของนก marsupials และเลี้ยงลูกด้วย นม รวมถึงคน ต้นทุนปรับสูงจะเข้าใจมุมมองหลายต้องการ ATP กระบวนการเกี่ยวข้อง ต้นทุนของการหมุนเวียนของโปรตีนสามารถลดประสิทธิภาพจาก 33% เป็น 27% แต่ในการกำเนิดและไฮโตรไลซ์ของเป็นเพปไทด์เดียว (ต้อง 4 ATP ต่อพันธะที่เกิดขึ้น: ตารางที่ 1) กระบวนการโปรตีนที่ขึ้นอยู่กับ ATP รวมถึงกำเนิดของเริ่มต้น ribosomal ซับซ้อน แปล และพับของโปรตีน การย่อยสลายโปรตีน (ทางเดินทั้งขึ้นอยู่ กับการ ubiquitin และ - อิสระ) [23] ต้นทุนพลังงานของการหมุนเวียนของโปรตีนได้ดังนั้นบัญชีสำหรับประโยชน์จากการเผาผลาญในอาหารโปรตีน คาร์โบไฮเดรตเนื้อหาอิสระ กลไกนี้อาจร่วม inefficiency ในอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำ มักสูงโปรตีนหมุนเวียนถูกกระตุ้นการสร้างกลูโคสโปรตีนคาร์โบไฮเดรตจำกัดสมมติฐานต่อไปนี้เป็นการแนะนำจากศึกษาคลาสสิกของความอดอยากในคนอ้วนเชื่อโรคเรื้อรัง [27,28] เผาผลาญของสมองต้องการน้ำตาลกลูโคสวันละ 100 กรัม ในระยะเริ่มต้นของความอดอยาก เก็บไกลโคเจนได้อย่างรวดเร็วลดลง เพื่อตอบสนองความต้องการน้ำตาลกลูโคส การสร้างกลูโคส ประมาณ 15 – 20 กรัมได้กลีเซอรผลิตเนื่องจากการผลิตระหว่างประเทศ แต่เกิดออกซิเดชันของกรดไขมันโดยทั่วไปไม่สามารถใช้ในการผลิตกลูโคส ดังนั้น แบ่งโปรตีนต้องใส่ส่วนเหลือของพื้นผิวสำหรับแปลงกลูโคสในระยะแรก ๆ ของความอดอยาก สัปดาห์ที่ 6 ของความอดอยาก คีโตนบอดีส์และกลีเซอรสามารถแทน 85% ต้องการเผาผลาญของสมอง ส่วนเหลือยังคง เกิดจากการสร้างกลูโคสจากโปรตีน มันควรจะกล่าวว่า เนื่องจากบทบาทพื้นฐานของคีโตนจะอะไหล่โปรตีน จึงคาดหมายได้ว่า พึ่งโปรตีนจะจริงลดเวลา อาจจะเกี่ยวข้องกับการสังเกตเล็ก ๆ ของ "ตีผนัง" ในอาหารลดน้ำหนักอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำมาก ในระยะแรก ๆ ของพวกเขา ยังต้องใส่น้ำตาลกลูโคสพบกับสมองจากการสร้างกลูโคส ตัวอย่าง ระยะเริ่มต้นของอาหาร Atkins หรือพลังงานโปรตีนนิยมจำกัด dieters ไปประมาณ 20-30 กรัมของคาร์โบไฮเดรตต่อวัน ออก 60 – 65 กรัมจะทำขึ้นจากการสร้างกลูโคสโปรตีนมา หนึ่งร้อยกรัมโปรตีน "เฉลี่ย" สามารถจัดหาประมาณ 57 กรัมน้ำตาลกลูโคสเพื่อ 110 กรัมโปรตีนจะต้องให้กลูโคส 60 – 65 กรัม เพิ่มการสร้างกลูโคสได้รับโดยตรงยืนยันใช้ติดตามศึกษาวันที่ 11 ของอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำมาก (ประมาณ 8 กรัม/วัน) [29] ถ้าจริง 110 กรัมโปรตีน endogenous จะแบ่งการสร้างกลูโคส และการ สังเคราะห์ ต้นทุนพลังงาน ที่ 4-5 กิโลแคลอรี่/กรัมได้จำนวนถึง 400-600 กิโลแคลอรี่/วัน นี่คือประโยชน์จากการเผาผลาญที่ยากลำบาก แน่นอน แหล่งที่มาของโปรตีนในการสร้างกลูโคสได้อาหาร มากกว่า endogenous ในขณะที่โปรตีน endogenous แบ่งเป็นแนวโน้มที่เรามอบให้ re สังเคราะห์หรบ ๆ ค่าใช้จ่ายในชีวิตในภาวะธำรงดุล อาหารโปรตีนอาจประหยัดพลังงาน แหล่งที่มาของโปรตีนในการสร้างกลูโคสพบ [29] ยังคง เป็นคำถามเปิด แต่มีไม่ priori เหตุผลแยก endogenous แทนแหล่งอาหาร นี้ได้ดังนั้นสมมติฐานที่ต้องทดสอบ ขอบเขตที่จัด โดย endogenous โปรตีนโปรตีนในการสร้างกลูโคสจะอธิบายค่าใช้จ่ายมาก high-energy ก็ควรจดบันทึก อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจำกัดแบ่งแหล่งอาหารโปรตีน จะมีบางต้นทุนพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการสร้างกลูโคส

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โปรตีนโปรตีนกระตุ้น
หมุนเวียนมีหลักฐานว่าอาหาร โปรตีน ช่วยกระตุ้นการสลายโปรตีนและการสังเคราะห์ Re โดยเฉพาะกิ่งโซ่กรดอะมิโน และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ลูซีน , เอกสารแสดงเป็นสัญญาณแสดงทางโภชนาการทั้งอินซูลินและ mtor สัญญาณเซลล์ [ ก ] ในระดับมีค่าพลังของการหมุนเวียนโปรตีนอธิบายเป็นความร้อนส่วนเกินที่สร้างขึ้นในระหว่างอาหารโปรตีนสูง THERMOGENESIS ( thermogenic การเลี้ยง ; ชื่อเดิม : การกระทำแบบไดนามิกที่เฉพาะเจาะจง ) ได้นิยามเพราะความร้อนพิเศษที่สร้างขึ้นในระหว่างมื้ออาหารเนื่องจากการย่อยอาหารและการเผาผลาญ Johnston et al [ 19 ] เปรียบเทียบพลังงานการใช้จ่ายในช่วง 9 ชั่วโมง ฉีด กินอาหารโปรตีนสูง ปะทะเป็นวัตถุดิบอาหารคาร์โบไฮเดรตสูง ทั้งเทียบ กับ 9 ชั่วโมง เร็ว โปรตีนอาหาร , 70% ของค่าแคลอรี่ของมันเนื่องจากโปรตีนอย่างมีนัยสำคัญมากขึ้นกว่าอาหารคาร์โบไฮเดรตสูง ( thermogenesis 70% ของแคลอรี่จากคาร์โบไฮเดรต ) ข้อมูลเหล่านี้มีการทำซ้ำในการศึกษาลำดับ [ มากมาย ]รวมต้นทุนพลังงานและการหมุนเวียนของโปรตีนที่สังเคราะห์ได้ประมาณในสัตว์ชนิดต่างๆ รวมถึงมนุษย์ และ tabulated โดยเวอร์นอนหนุ่ม ( [ 23 ] ) ตามข้อมูลจากพนักงานสอบสวน [ 5 ] แม้จะมีปัญหามากมายที่เกี่ยวข้องกับคน , ค่าใช้จ่ายในกลุ่มสังเคราะห์โปรตีนที่ประมาณ 4 - 5 กิโลแคลอรี่ / กรัม จำนวน 8 ห้องของนก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรวมทั้งมนุษย์ค่าพลังสูงเข้าใจในมุมมองของ เอทีพี มีหลายกระบวนการที่เกี่ยวข้อง ต้นทุนของการหมุนเวียนโปรตีนสามารถลดประสิทธิภาพจาก 33% ถึง 27 % เพียงในการสร้างและย่อยสลายของพันธะเปปไทด์เดียว ( ต้อง 4 ATP ต่อพันธบัตรเกิดขึ้น : ตารางที่ 1 ) นอกจากนี้ โปรตีน กระบวนการที่มีตัวแปร ได้แก่ การสร้าง ATP ของไรโบโซมเริ่มซับซ้อนการแปลและการพับของโปรตีนและการสลายของโปรตีน ( ทั้งข้างนอก และ - วิถีอิสระ ) [ 23 ] ต้นทุนด้านพลังงานของการหมุนเวียนของโปรตีนดังนั้นบัญชีประโยชน์การเผาผลาญอาหารในอาหารโปรตีนสูง อิสระของปริมาณคาร์โบไฮเดรต กลไกนี้ยังอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพในอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำที่มักจะสูงในโปรตีน .
กลูโคนีโอเจเนซิสกระตุ้นการหมุนเวียนของโปรตีนคาร์โบไฮเดรตจำกัด
สมมติฐานตามข้อเสนอแนะจากการศึกษาของความอดอยากในคลาสสิก " อดอาหารอ้วนบุคคล [ 27,28 ] เมแทบอลิซึมของสมองใช้กลูโคส 100 กรัมต่อวัน ในเฟสแรก ก็เก็บไกลโคเจนจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นความต้องการสำหรับกลูโคส จะพบกับการสร้างกลูโคส .ประมาณ 15 – 20 กรัม ได้จากกลีเซอรอล เนื่องจากการผลิตไลโปไลซิส แต่กรดไขมันออกซิเดชันโดยทั่วไปไม่สามารถใช้ในการผลิตกลูโคส ดังนั้น การสลายโปรตีน ต้องจ่ายส่วนที่เหลือของพื้นผิวสำหรับการเปลี่ยนกลูโคสในช่วงต้นๆ ของการอดอาหาร โดยการอดอาหาร 6 สัปดาห์ ร่างกายคีโตนพลัสกลีเซอรอลสามารถแทนที่ 85% ของเนื้อเยื่อสมองต้องการส่วนที่เหลือยังเกิดขึ้นจากการสร้างกลูโคสจากโปรตีน มันควรจะกล่าวว่า เนื่องจากบทบาทพื้นฐานของคีโตนเป็นอะไหล่โปรตีน อาจจะคาดหวังว่า การพึ่งพาโปรตีนจะลดลงกับเวลา อาจเกี่ยวข้องกับการสังเกต เรื่องราวของ " ชนกำแพง " ในอาหารการสูญเสียน้ำหนัก .
อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำมากในช่วงต้นๆ ของพวกเขายังต้องให้กลูโคสที่เป็นชิ้นเป็นอันสมองจากการสร้างกลูโคส . ตัวอย่างเช่น เฟสแรกของ Atkins อาหารจำกัดพลังงานที่ได้รับความนิยม หรือโปรตีน dieters ประมาณ 20 – 30 กรัมของคาร์โบไฮเดรตต่อวัน เหลือ 60 - 65 กรัม จะถูกสร้างขึ้นจากโปรตีนต้นกำเนิดกลูโคนีโอเจเนซิส .หนึ่งร้อยกรัมของ " เฉลี่ย " โปรตีนสามารถจัดหาประมาณ 57 กรัม กลูโคส โปรตีน 110 กรัม ดังนั้นจะต้องให้ 60 - 65 กรัม กลูโคส กลูโคนีโอเจเนซิสเพิ่มขึ้นได้โดยตรง ยืนยันการติดตามการศึกษาในวันที่ 11 ของอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำมาก ( ประมาณ 8 กรัม / วัน ) [ 29 ] ถ้าจริง , 110 กรัมของโปรตีนภายในเสียลงกลูโคนีโอเจเนซิสและการสังเคราะห์ต้นทุนพลังงานที่ 4 – 5 กิโลแคลอรี่ / กรัมได้จํานวนมากเท่าที่ 400 – 600 กิโลแคลอรี่ / วัน นี้เป็นขนาดใหญ่เกี่ยวกับประโยชน์ แน่นอน , แหล่งที่มาของโปรตีนสำหรับการสร้างกลูโคสอาจเป็นอาหารมากกว่าภายนอก . ส่วนโปรตีนในการมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นการสังเคราะห์จะแพงพลังในสิ่งมีชีวิตในการรักษาสมดุลของร่างกาย อาหารโปรตีนอาจประหยัดพลังงานแหล่งที่มาของโปรตีนจากกลูโคนีโอเจเนซิส [ 29 ] ยังคงเป็นคำถามที่เปิด แต่ไม่มีเหตุผลที่จะไม่รวมใน priori มากกว่าแหล่งอาหาร นี้จึงเป็นสมมุติฐานที่จะต้องทดสอบ ขอบเขตการโปรตีนกลูโคนีโอเจเนซิสมา โดยโปรตีนจะอธิบายมากในต้นทุนพลังงานสูง มันควรจะสังเกตอย่างไรแม้ว่า จำกัด ให้รายละเอียดของแหล่งโปรตีน จะมีพลังงานบางอย่างต้นทุนเกี่ยวข้องกับการสร้างกลูโคส .