vai trò acid amin đối với dinh dưỡng và sự phát triển của trẻ

16Bảng 1: thành phần các acid amin thiết yếu trong tổng lượng protein của cơ thể... Acid amin không thiết yếu − Những cid amin không thiết yếu có thể được hấp thu từ chế độ ăn hoặc đượcs

MỤC LỤC

Danh mục hình ảnh

Hình 1: vai trò của acid amin 6

Hình2: hạn chế tryptophan trong chế độ ăn làm giảm lượng thức ăn đưa vào và tốc

độ tăng trưởng 11

Hình 3:Tác dụng của tryptophan trong tăng cân và tăng lượng thức ăn đưa vào ở lợn con trong các điều kiện môi trường khác nhau 12Hình 4: biểu đồ thể hiện mối tương quan giữa lượng nitơ đưa vào và cân bằng nitơ 15Hình 5: protein tích lũy ở trẻ từ sơ sinh đến 2 tuổi 16Bảng 1: thành phần các acid amin thiết yếu trong tổng lượng protein của cơ thể 16Bảng 2: nhu cầu các acid amin thiết yếu theo lứa tuổi 17

Bảng3: so sánh giữa cân bằng leucine và lượng nito mất ở nhóm nhịn ăn và cho ăn,mắc các bệnh lý nhiễm trùng khác nhau 18Bảng 4: protein và năng lượng cần cho các tốc độ tăng cân khác nhau 19Bảng 5: thành phần của một số acid amin quan trọng trong các thực phẩm

thôngthường 21

VAI TRÒ CỦA ACID AMIN TRONG DINH DƯỠNG VÀ PHÁT

2 Cấu trúc hóa học

Tại pH 7, các acid amin ở dạng ion Công thức tổng quát:

COO-

+H3N C H RTrừ prolin, tất cả các acid amin có cấu tạo chung như trên, chỉ khác nhau gốc R,đơn giản nhất là H, hoặc chỉ là gốc hydrocacbon, hoặc còn có thêm nhóm chức –SH, -OH, -NH2, -COOH

− Trong tự nhiên, có 20 loại acid amin thường gặp, đều có đồng phân quang

học (trừ glycin)

Đồng phân D-(dextro) là đồng phân quay phải

Đồng phân L-(leva) là đồng phân quay trái

Các acid amin trong tự nhiên thường gặp ở dạng đồng phân L

3 Phân loại:

Có nhiều cách để phân loại acid amin

Dựa vào cấu tạo, có acid amin mạch thẳng và acid amin mạch vòng

Đứng về vấn đề dinh dưỡng, chia ra các acid amin cần thiết và amin acid

không cần thiết.

3.1 Acid amin thiết yếu

− Ở cơ thể người, gan sản xuất được 80% các acid amin Vẫn còn 20% acid amin phải lấy từ nguồn thức ăn  gọi là các acid thiết yếu Chúng cần đưa vào cơ thể thông qua chế độ ăn hàng ngày là :

+ Isoleucine + phenylalanine+ leucine, + threonine+ lysine, + tryptophan+ methionine + valine

− Trẻ em, do không sản xuất được histidine vả arginine nên có 10 acid amin thiết yếu là các acid amin kể trên, và histidine, arginine

3.2 Acid amin không thiết yếu

− Những cid amin không thiết yếu có thể được hấp thu từ chế độ ăn hoặc đượcsản xuất trong cơ thể từ các acid amin khác

+ Alanine + arginine

+ Asparagines + aspartic acid+ citrulline + cysteine+ cystine + gamma-aminobutyric acid+ glutamic acid + glutamine

+ glycine + ornithine+ proline + serine+ taurine + tyrosine

− Gọi là các acid amin không thiết yếu không có nghĩa là chúng không cần

thiết, mà chúng không bắt buộc phải hấp thu từ chế độ ăn vì cơ thể có thể sản xuất khi cần

Acid amin có vai trò vô cùng quan trọng đối với động vật và con người Acid amin không chỉ là cấu tạo nên protein, mà còn tham gia vào rất nhiều quá trình chuyển hóa quan trọng của cơ thể Có thể tóm lược vai trò của acid amin qua hình minh họa dưới đây

Hình 1: vai trò của acid amin

1 Acid amin là đơn vị cấu tạo của protein

− Protein là chuỗi các acid amin liên kết với nhau bằng các liên kết peptid Mỗi loại protein có chứa những acid amin sắp xếp theo trình từ nhất định 

tạo nên các loại protein khác nhau  cấu tạo nên các mô, cơ quan khác nhau

có cấ trúc, chức năng khác nhau

− Protein có vai trò vô cùng quan trọng với cơ thể sống:

+ Protein là cơ sở cấu trúc của tế bào, mô và cũng là cơ sở vật chất của hoạtđộng sống của mọi cơ thể sống

• Cấu tạo mô, cơ quan, tuyến, thành phần của dịch tiết, hormone,

enzyme

• Protein giúp cân bằng lượng nước và duy trì pH nội bào

• Hỗ trợ vận chuyển và trao đổi các chất dinh dưỡng giữa tế bào với cácdịch, mô cơ thể

+ Protein là thành phần cơ bản cấu tạo nên nhiễm sắc thể, chứa thông tin di truyền

− Protein không được hấp thu trực tiếp từ chế độ ăn Protein trong chế độ ăn sẽđược bẻ gẫy thành các acid amin, sau đó, cơ thể sẽ tổng hợp protein mà mình cần từ các acid amin này  acid amin là nguồn dinh dưỡng quan trọng hơn protein.

− Quá trình tổng hợp protein từ các acid amin và thoái hóa protein tạo ra các đơn phân acid amin cho cơ thể sử dụng là quá trình liên tục

+ Khi chúng ta cần nhiều protein enzyme,cơ thể sẽ tổng hợp nhiều protein enzyme, tương tự, khi chũng ta cần nhiều tế bào hơn, cơ thể sẽ tổng hợp nhiều hơn protein của tế bào

+ Khi cơ thể cạn kiệt nguồn acid amin thiết yếu, sẽ không thể tổng hợp được protein mà cần những nguyên liệu là các acid amin đó

− Chỉ cần một acid amin thiết yếu bị thiếu hụt, quá trình tổng hợp protein sẽ không thể tiếp tục điều này có thể dẫn đến thiếu hụt các protein cần thiết cho sự sống 1 loạt các vấn đề rối loạn như chậm lớn, bệnh lý

− Nếu chế độ ăn không hợp lý, sẽ không cũng cấp đủ lượng acid amin thiết yếu, sớm muộn, cũng sẽ có biểu hiện của một vài rối loạn thể chất

− Không có nghĩa rằng, ăn một lượng lớn protein là giải pháp Ăn quá mức protein sẽ gây quá tải cho thận và gan, sẽ có nguy cơ đối mặt với quá nhiều các sản phẩm đào thải trong quá trình chuyển hóa protein

− Do đó, không chỉ về số lượng, mà còn về chất lượng protein nhập vào cơ thểcũng đều rất quan trọng  cần phải bổ sung đầy đủ acid amin, cả thiết yếu

và không thiết yếu.

2. Acid amin là các chất dẫn truyền thần kinh.

− Một vài acid amin đóng vai trò là các chất dẫn truyền thần kinh

(neurotransmitters) hoặc chất mang tín hiệu dẫn truyền từ các tế bào thần kinh với nhau Ví dụ: GABA, glutamic acid

− Do đó, những acid amin này cần thiết cho não có thể tiếp nhận và dẫn truyềntín hiệu

− Có rất nhiều chất không thể qua hàng rào máu não – là hàng rào giúp bảo vệ não khỏi chất độc và các tác nhân lạ xâm chiếm có thể đưa đến từ dòng máu tuần hoàn

− Bởi một số acid amin nhất định có thể qua được hàng rào máu não  acid amin có vai trò quan trọng để kết nối các tế bào thần kinh với các tế bào khắp nơi trên cơ thể.

3 Vai trò trong chuyển hóa

− Acid amin giúp cho các vitamin và khoáng chất có thể thực hiện nhiệm vụ của nó một cách hợp lý Kể cả khi các vitamin và khoáng chất này được tiêu hóa và hấp thu váo cơ thể, chúng cũng không có khả năng phát huy vai trò nếu thiếu những acid amin cần thiết

ví dụ: thiếu tyrosin  thiếu sắt

− Quá trình thoái hóa protein sinh ra sản phẩm độc là ammoniac Ammoniac

đi vào chu trình ure tạo thành sản phẩm ít độc hơn là ure Quá trình này có

sự tham gia của các acid amin: citrulin, arginin, ornitin Nếu thiếu hụt các acid amin kể trên cũng làm ứ trệ chuyển hóa ammoniac  bệnh lý não gan

− Thiếu hoặc giảm chuyển hóa của methionine và taurine có thể liên quan đến các vấn đề dị ứng hay rối loạn miễn dịch Rất nhiều người già bị trầm cảm hoặc các vấn đề về trí não có liên quan đến thiếu hụt acid amin: tyrosine, tryptophan, phenylalanine, histidin cũng như các acid amin chuỗi nhánh valine, isoleucin, leucine

TRIỂN CỦA TRẺ EM

Trẻ em là cơ thể đang “lớn” Do đó, trẻ em cần nguồn dinh dưỡng đầy đủ để sinh trưởng và phát triển Ở trẻ em, quá trình đồng hóa diễn ra mạnh mẽ, vai trò của protein, hay chính xác hơn là vai trò của các acid amin vô cùng quan trọng Nếu không được cung cấp đủ, quá trình sinh trưởng và phát triển của trẻ sẽ bị ảnh hưởng trầm trọng, đặc biệt là những acid amin thiết yếu vì tất cả những acid amin này đều góp phần vào sự tăng trưởng của trẻ

1 Vai trò của histidine:

− Histidine là acid amin bán cần thiết, thuộc nhóm acid amin có nhân thơm Histidine tham gia vào tổng hợp protein và nhiều chuyển hóa trong cơ thể

− Histidine có thể tổng hợp thành những chất khác nhau như histamine,

glutamate ( chất dẫn truyền thần kinh), và hemoglobin Thiếu hụt histamine

có thể gây ra rất nhiều vấn đề như thiếu máu, chậm lớn.

Có nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế độ ăn không có histimin có thể gây ra thiếumáu Bổ sung histidine trong chế độ ăn giúp tăng sinh hồng cầu, cải thiện thiếu máu Trong trường hợp thiếu máu do thiếu folate, điều trị kết hợp

histidine và folate giúp cải thiện thiếu máu rõ rệt hơn bổ sung folate đơn thuần [2]

− Chức năng khác của histidine là điều hòa pH máu, hỗ trợ hàn gắn vết thương

và điều hóa sự tăng trưởng và cơ chế sửa chữa tự nhiên Thiếu histidine, quá trình tăng trưởng bị gián đoạn, chậm phát triển và tái tạo mô, dễ bị nhiễm khuẩn da và lâu liền vết thương sau phẫu thuật

− L-histidine cần thiết cho sự tạo thành vỏ myelin của hệ thần kinh  thúc đẩy quá trình myeline hóa Thiếu histidine có thể gây chậm myeline  chậm phát triển tâm thần, vận động

− Histidine có nhiều trong đậu nành ( 1097 mg/100g), thịt gà (791 mg/100g), thịt bò (678mg/100g), mầm lúa mì (643mg/100g), cá hồng (549 mg/100g)

2 Arginin

− Arginine tăng cường chức năng miễn dịch thông qua tăng kích thước và hoạtđộng của tuyến ức, là nơi sản xuất lympho T, thành phần quyết định của hệ miễn dịch

− Nghiên cứu chỉ ra rằng chậm dậy thì có thể do thiếu hụt arginin

− Arginine tập trung với nòng độ cao ở da và mô liên kết, giúp ích cho quá trình sửa chữa và hàn gắn tổn thương

− Arginine có vai trò quan trọng trong chuyển hóa ở cơ, giúp duy trì cân bằng nitrogen bằng cách đóng vai trò là chất vận chuyển, dự trữ, tham gia vào bài tiết lượng nitrogen dư thừa Acid amin này góp phần vào việc giảm cân, vì

nó giúp tăng khối lượng cơ và giảm lượng mỡ trong cơ thể

− Nó còn có liên quan đến nhiều enzyme và hormone Nó tham gia vào việc kích thích tụy bài tiết insulin, thành phần của hormone vasopressin, hỗ trợ bài tiết hormone tăng trưởng

− Bởi arginine là thành phần của collagen, góp phần vào quá trình tạo tế bào xương, gân có thể tốt cho viêm khớp và các bệnh lý mô liên kết Mô sẹo hình thành trong quá trình hàn gắn vết thương được cấu tạo bởi collagen, chứa nhiều arginine

− Acid amin này có thể được tổng hợp trong cơ thể, tuy nhiên, ở trẻ em, đặc biệt trẻ sơ sinh, sự sản xuất có thể không diễn ra đủ nhanh để kịp với nhu cầu

− Thực phẩm giàu arginine gồm có cà rốt, chocolate, dừa, gelatin, thịt, yến mạch, lạc, đậu nành, cây óc chó, bột mì, mầm lúa mì

− Lysine còn tham gia vào quá trình sản xuất kháng thể và hormone

+ Thiếu lysine gây suy giảm miễn dịch ở gà Nghiên cứu của Chen và cộng

sự (2003) khi tiến hành cho gà ăn chế độ ăn thiếu hụt lysine so với nhóm chứng Sau đó, chủng ngừa vaccine chống lại bệnh Newcastle và định lượng hiệu giá kháng thể thu được cho thấy ở nhóm gà nuôi bằng chế độ

ăn thiếu lysine thấy giảm hơn Miễn dịch qua trung gian tế bào cũng giảm

+ Tryptophan còn tăng cường sản xuất ghrelin, là hormone kích thích sự thèm ăn, được bài tiết bởi dạ dày và tá tràng Ghreline còn được cho là cótác dụng kích thích bài tiết GH, tăng tổng hợp protein, phát triển hệ cơ xương

− Vai trò tryptophan đối với miễn dịch:

+ Giảm nồng độ tryptophan làm giảm đáp ứng miễn dịch vì những protein được sản xuất trong pha cấp giàu tryptophan

− Chế độ ăn hạn chế tryptophan ở lợn con làm giảm lượng thức ăn ăn vào, cũng như giảm tốc độ tăng cân sau nhiễm E.colli

Hình2: hạn chế tryptophan trong chế độ ăn làm giảm lượng thức ăn

đưa vào và tốc độ tăng trưởng

Tryptophan : feed intake and immune function

( http://ajinomoto-eurolysine.com/tryptophan-feed-intake-and-immune-functions.html)

− Một nghiên cứu khác cho thấy vai trò của tryptophan trong sự phát triển của

Hình 3:Tác dụng của tryptophan trong tăng cân và tăng lượng thức ăn đưa vào ở lợn con trong các điều kiện môi trường khác nhau

− Tryptophan có nhiều trong thịt, sữa, trứng, phomai Ngoài ra còn có nhiều trong đạm lúa mì, đậu nành

− Ngoài ra methionin còn có ảnh hưởng cụ thể vào chuyển hoá lipid vàphosphatid trong gan và giữ vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa và chữa

− Taurine còn hỗ trợ cho sự phát triển bình thường của thần kinh trung ương

và hệ thống thị lực trước cũng như sau khi sinh Đây là vai trò quan trọngkhông thể thay thế được của Taurine Vì vậy, nếu trẻ mới sinh không đủlượng Taurine rất dễ bị tổn thương võng mạc, hạn chế sự phát triển của cơquan tiếp nhận ánh sáng, làm suy yếu thị lực dẫn đến giảm hoặc mất khảnăng nhìn

− Ngoài ra, Taurine còn có khả năng bảo vệ, ngăn ngừa tác động của một sốthành phần độc hại trong cơ thể sinh ra

− Thí nghiệm trên động vật cho kết quả là khi bổ sung một lượng Taurinethích hợp vào khẩu phần thì có thể đề phòng được sự kích thích gây tổn hạithần kinh, đề phòng xơ vữa động mạch và không làm tăng lipid máu

− Taurine được xem như một axít amin cần thiết có điều kiện Vì vậy, khi sửdụng các loại sữa có bổ sung Taurine cần phải chú ý tới liều lượng để tránh

dư thừa hoặc thiếu hụt, gây mất cân bằng chuyển hoá axít amin trong cơ thểtrẻ em

− Trong sữa mẹ (sữa non) lượng Taurine là 41,3± 7,1μmol/100ml và 33,7±2,81μmol/100ml trong sữa sau 7 ngày sinh con Lượng Taurine trong sữa mẹcủa người ăn chay thường thấp hơn so với người không ăn chay nhưng vẫncao gấp 30 lần so với lượng Taurine trong sữa bò Vì thế mà trong thànhphần sữa công thức cho trẻ đẻ non, thấp cân thường được bổ sung taurine

7 Vai trò của một số acid amin khác

− Threonin: Thiếu threonine súc vật ngừng lớn, xuống cân và chết.

Leucine tham gia vào quá trình sản xuất hormone tăng trưởng Những thử nghiệm trên chuột cho thấy nếu thiếu leucine chuột ngừng lớn, xuống cân,

có các biến đổi ở thận và giáp trạng

− Valine:

Vai trò sinh lý của valine chưa được biết rõ ràng nhưng các thí nghiệm trên chuột cho thấy khi thiếu valine, chuột ít ăn, rối loạn vận động, tăng cảm giác

và chết Khi bổ sung valine vào, các rối loạn trên sẽ khỏi

1 Nhu cầu bình thường của acid amin trong chế độ ăn:

− Nhu cầu protein và acid amin được đinh nghĩa là lượng đưa vào tối thiếu để đạt trạng thái cân bằng nitrogen (tại trạng thái cân bằng về tỷ lệ năng lượng giữa các thành phần trong khẩu phần ăn khi cơ thể hoạt động ở mức vừa

phải) cộng với lượng protein và acid amin cần thiết để tích lũy trong các mô giúp cơ thể khỏe mạnh (WHO/FAO 2007).

− Như vậy, nhu cầu nhu cầu acid amin sẽ phụ thuôc vào

(1) tỷ lệ năng lượng do protein cung cấp/ tổng nhu cầu năng lượng của

cơ thể

(2) mức tích lũy protein trong các mô

1.1 Tỷ lệ năng lượng do protein cung cấp trong khẩu phần ăn

− Tỷ lệ năng lượng trong chế độ ăn được phân bố như sau:[4]

+ 10-15 % calo từ protein

+ 20-25% calo từ lipid

+ 60-65% calo từ glucid

− Trong đó, cần phải đạt được trạng thái cân bằng nitrogen Mối tương quan

giữa lượng nitrogen đưa vào và cân bằng biểu thị qua biểu đồ dưới đây [5]

Hình 4: biểu đồ thể hiện mối tương quan giữa lượng nitơ đưa vào và cân

− Sơ đồ dưới đây cho thấy tốc độ tích lũy protein hàng ngày tỷ lệ nghịch với tuổi từ lúc sinh đến 2 tuổi [5]

Hình 5: protein tích lũy ở trẻ từ sơ sinh đến 2 tuổi

− Thông qua tốc độ tích lũy protein và thành phần các acid amin trong toàn bộ lượng protein của cơ thể  tính toán tương đối nhu cầu acid amin

Bảng 1: thành phần các acid amin thiết yếu trong tổng lượng protein của cơ thể

− Theo báo cáo trong hội thảo giữa các chuyên gia của FAO/WHO/UNU

1985, nhu cầu các acid amin thiết yếu tính theo tuổi như sau:

1985 FAO/WHO/UNU estimates of amino acid requirements at different ages

Amino acid Infants (3–

4 months)

Children (2 years)

School boys (10–12 years)

Adults

mg/kg per day

Total per g pro 434 320 222 111

Bảng 2: nhu cầu các acid amin thiết yếu theo lứa tuổi

2 Nhu cầu acid amin trong một số các trạng thái của cơ thể.

Mức nhu cầu acid amin thiết yếu nhắc đến phần trên áp dụng cho trạng thái sức khỏe bình thường Ở những trạng thái khác nhau của cơ thể, nhu cầu protein và cácacid amin cũng khác nhau Nhu cầu này tăng lên khi cơ thể bị stress, nhiễm khuẩn

và với trẻ gầy mòn (nhu cầu phải cao hơn để bắt kịp tăng trưởng)

2.1 Nhu cầu protein và acid amin trong nhiễm trùng cấp và mạn tính.

− Nhiễm trùng gây ra những thay đổi về chuyển hóa và lâm sàng khác nhau ở mỗi cá thể, bao gồm: tăng chuyển hóa, cân bằng ni tơ (-), tăng đường phân

và oxi hóa chất béo dưới sự điều hòa của các chất trung gian viêm,

cytokines, và luôn luôn có giảm lượng thức ăn đưa vào

− Tổn thương hoặc nhiễm khuẩn làm tăng mất nitơ của cơ thể Wilmore[6] đãtổng hợp lại những đáp ứng dị hóa với nhiễm trùng qua những quan sát dưới đây:

+ Tăng nito mất qua nước tiểu, chủ yếu dưới dạng ure, có thể còn qua sốt