บทบาทของโปรตีนในกิจกรรมทางกาย

โปรตีนคิดเป็นร้อยละ 45 ของน้ำหนักตัว กรดอะมิโนมีคุณสมบัติพิเศษคือสามารถรวมตัวกับกรดอะมิโนชนิดอื่นเพื่อสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนได้ กรดอะมิโนเหล่านี้ได้แก่ เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยา ฮอร์โมน เช่น อินซูลินและกลูคากอน ฮีโมโกลบินและไมโอโกลบินซึ่งเป็นตัวพาออกซิเจน โครงสร้างเนื้อเยื่อทั้งหมด รวมทั้งไมโอซินและแอคตินซึ่งสร้างโปรตีนของกล้ามเนื้อ ทั้งหมดนี้มีความสำคัญมากต่อกิจกรรมการเคลื่อนไหว

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าโปรตีนมีส่วนช่วยเป็นแหล่งพลังงานระหว่างการอดอาหารและการออกกำลังกายอย่างหนัก ซึ่งอาจคิดเป็นร้อยละ 15 ของแคลอรี่ทั้งหมดในระหว่างการออกกำลังกาย

การเผาผลาญโปรตีน

โปรตีนจากอาหารจะรวมตัวกับโปรตีนภายในทางเดินอาหารในลำไส้ ย่อยและดูดซึมในรูปแบบของกรดอะมิโน โปรตีนประมาณ 10% จะถูกขับออกทางอุจจาระ และกรดอะมิโนที่เหลืออีก 90% จะรวมตัวกันเป็นกลุ่มกรดอะมิโน ซึ่งรวมถึงโปรตีนที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายของเนื้อเยื่อด้วย

หากร่างกายอยู่ในภาวะสมดุลระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน ร่างกายจะใช้กรดอะมิโนจากแหล่งโปรตีนเพื่อสนับสนุนการย่อยโปรตีน หากไม่มีกรดอะมิโนเพียงพอที่จะเข้าสู่แหล่งโปรตีน (กล่าวคือ ได้รับโปรตีนจากอาหารไม่เพียงพอ) การสังเคราะห์โปรตีนจะไม่สามารถสนับสนุนการย่อยโปรตีนได้ และโปรตีนของร่างกายจะถูกย่อยเพื่อตอบสนองความต้องการกรดอะมิโนของแหล่งโปรตีน

ส่งผลให้การซ่อมแซมเนื้อเยื่อช้าลง ส่งผลให้สมรรถภาพทางกายลดลง มิฉะนั้น หากรับประทานโปรตีนเกินความต้องการ กรดอะมิโนจะถูกดีอะมิเนชัน (กำจัดกลุ่มอะมิโน) และไนโตรเจนส่วนเกินจะถูกขับออกส่วนใหญ่เป็นยูเรีย แต่ยังรวมถึงแอมโมเนีย กรดยูริก และครีเอทีนด้วย โครงสร้างที่เหลือหลังจากดีอะมิเนชันเรียกว่ากรดอัลฟา-คีโต ซึ่งสามารถออกซิไดซ์เป็นพลังงานหรือแปลงเป็นไขมันในรูปของไตรกลีเซอไรด์ได้

สมดุลไนโตรเจน

ปัญหาที่ถกเถียงกันเกี่ยวกับความต้องการโปรตีนเกิดจากความแตกต่างในวิธีการประเมินการสังเคราะห์โปรตีนในร่างกาย สมดุลไนโตรเจนเป็นหนึ่งในเกณฑ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการประเมินการเผาผลาญโปรตีน แต่ก็ไม่ใช่เกณฑ์ที่สมบูรณ์แบบที่สุด สมดุลไนโตรเจนวัดอัตราส่วนของไนโตรเจนที่ขับออกจากร่างกายต่อไนโตรเจนที่เข้าสู่ร่างกาย (ก้อนอาหาร) สมดุลไนโตรเจนเชิงลบจะเกิดขึ้นเมื่อการขับถ่ายไนโตรเจนเกินกว่าปริมาณที่บริโภคเข้าไป สมดุลไนโตรเจนเชิงบวกจะเกิดขึ้นเมื่อปริมาณที่บริโภคเกินกว่าปริมาณที่ขับถ่ายโปรตีน ซึ่งมักเกิดขึ้นในช่วงการเจริญเติบโต (วัยรุ่น การตั้งครรภ์) หากสมดุลไนโตรเจนปกติ ปริมาณไนโตรเจนที่บริโภคและขับถ่ายจะเท่ากัน การวัดสมดุลไนโตรเจนไม่ถือเป็นตัวตัดสิน เนื่องจากจะคำนึงถึงการสูญเสียไนโตรเจนผ่านทางปัสสาวะเท่านั้น และบางส่วนจากอุจจาระ การสูญเสียไนโตรเจนอาจเกิดขึ้นได้จากการขับเหงื่อและการหลั่งอื่นๆ ของร่างกาย เช่น ผิวหนังลอก ผมร่วง เป็นต้น เนื่องจากไม่สามารถติดตามและวัดการเปลี่ยนแปลงของโปรตีนได้อย่างแม่นยำหลังจากรับประทานเข้าไป สมดุลไนโตรเจนจึงไม่คำนึงถึงทุกแง่มุมของการเผาผลาญโปรตีน สมดุลไนโตรเจนแสดงให้เห็นว่าสิ่งที่ไม่ถูกขับออกมาจะนำไปใช้ในการสังเคราะห์โปรตีน

ดังนั้น หากปริมาณโปรตีนที่บริโภคเปลี่ยนแปลงไป (เพิ่มขึ้นหรือลดลง) สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่ามีช่วงเวลาปรับตัวที่บังคับสำหรับระบอบการปกครองใหม่ ซึ่งในระหว่างนั้นการขับไนโตรเจนออกในแต่ละวันจะไม่น่าเชื่อถือ นี่เป็นประเด็นสำคัญที่ต้องจำไว้เมื่อประเมินความน่าเชื่อถือและความถูกต้องของการศึกษาสมดุลไนโตรเจนในฐานะการวัดสถานะของโปรตีน องค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ (FAO) และองค์การอนามัยโลก (WHO) ได้กำหนดช่วงเวลาปรับตัวขั้นต่ำ 10 วันเพื่อกำหนดความต้องการโปรตีนเมื่อปริมาณไนโตรเจนที่บริโภคเปลี่ยนแปลงไป