3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.2.4. Vai trò của các axit amin
Các axit amin là cơ sở của sự sống bởi vì chúng đóng vai trò trung tâm trong việc xây dựng khối protein và còn là hợp chất trung gian của các quá trình trao đổi chất. Axit amin đóng vai trò quan trọng trong chế độ dinh dưỡng của con người, động vật và trong việc duy trì sức khỏe. Để hiểu được axit amin quan trọng như thế nào, chúng ta cần biết protein cần thiết như thế nào cho cuộc sống. Đó là protein cung cấp cấu trúc cho tất cả các sinh vật sống. Mọi sinh vật sống, từ động vật lớn nhất cho tới vi khuẩn nhỏ nhất, đều chứa protein. Nhờ quá trình tiêu hoá protein thức ăn được phân giải thành axit amin. Các axit amin từ ruột vào máu và tới các tổ chức, tại đây chúng được sử dụng để tổng hợp protein đặc hiệu cho cơ thể [53, 63].
Người ta đã phân loại được nhiều axit amin khác nhau và những axit amin này sẽ giúp cơ thể khỏe mạnh khi chúng được hấp thu vào cơ thể. Trên thực tế, có 8 loại axit amin liên kết chặt chẽ với nhau, kích thích cơ thể phát triển mạnh mẽ. Nếu thiếu 1 trong 8 loại quan trọng này có thể dẫn đến một số bệnh nguy hiểm đáng tiếc xảy ra.
Vai trò của các axit amin không chỉ giới hạn ở sự tham gia của chúng vào tổng hợp protein trong cơ thể mà chúng còn có nhiều chức năng phức tạp và quan trọng khác, sau đây là vai trò của các axit amin thiết yếu:
Lysin là một trong các axit amin quan trọng nhất. Đây là một trong bộ ba axit amin được đăc biệt chú ý khi đánh giá chất lượng dinh dưỡng của khẩu phần (lysin, tryptophan, methionin). Nó là cần thiết cho sự phát triển xương ở trẻ em; nó giúp hấp thu canxi và duy trì một sự cân bằng nitơ thích hợp ở người lớn. Amino axit này hỗ trợ trong việc sản xuất các kháng thể, kích thích tố và các enzym, và giúp trong việc hình thành collagen và phục hồi mô.Thiếu lysin trong thức ăn dẫn đến rối loạn quá trình tạo máu, hạ thấp số lượng hồng cầu và hemoglobin. Ngoài ra khi thiếu lysin cân bằng protein bị rối loạn, cơ suy mòn, quá trình cốt hoá bị rối loạn và có hàng loạt các biến đổi ở gan và phổi, không có khả năng tập trung, dễ cáu gắt, thiếu năng lượng, chán ăn, rối loạn sinh sản, tăng trưởng chậm, và giảm cân.
Nguồn cung cấp lysin là những thực phẩm giàu protein như trứng, thịt (đặc biệt là thịt đỏ, thịt cừu, thịt lợn và gia cầm), đậu nành , đậu và đậu Hà Lan, pho mát, và một số loại cá (như cá tuyết và cá mòi )[58].
Tryptophan một loại chất dẫn truyền thần kinh quan trọng có thể tạo ra trong não người, chất 5- hydroxytryptamin có tác dụng trung hoà adrenalin và norađrenalin, đồng thời cải thiện được thời gian liên tục của giấc ngủ. Khi chất 5-hydroxytryptamin trong não động vật giảm, sẽ có biểu hiện hành vi không bình thường, kể cả mất ngủ,... Ngoài ra, chất 5- hydroxytryptamin còn có trong các tổ chức tiểu cầu và tế bào niêm mạc ruột,... có tác dụng làm co mạch máu rất mạnh. Con người khi bị thương trong cơ thể sẽ phóng thích chất 5-hydroxytryptamin để cầm máu. Tryptophan giúp chống lại trầm cảm và mất ngủ và để ổn định tâm trạng, tốt cho tim và tăng cường sự giải phóng của hormone tăng trưởng [49].
Các nguồn thực phẩm tốt nhất của tryptophan bao gồm gạo lức, phô mai, thịt, đậu phộng, và protein đậu nành.
Methionin là một axit amin thiết yếu mà hỗ trợ trong quá trình phân hủy chất béo, từ đó giúp ngăn chặn sự tích tụ của chất béo trong gan và động
mạch có thể gây cản trở lưu lượng máu đến não, tim và thận. Quá trình tổng hợp các axit amin cystin và taurin có thể phụ thuộc vào sự sẵn có của methionin. Axit amin này sẽ giúp hệ tiêu hóa; giúp giải độc các tác nhân có hại như chì và các kim loại nặng khác; giúp giảm suy nhược cơ bắp, ngăn ngừa tóc giòn, và bảo vệ chống lại bức xạ và có lợi cho những người bị loãng xương hoặc dị ứng hóa học. Cơ thể có thể chuyển đổi methionin thành cystin, một tiền chất của glutathion. Khi glutathion là một chất trung hòa quan trọng của chất độc trong gan, nó bảo vệ gan khỏi tác hại của các hợp chất độc hại.
Nguồn thực phẩm tốt methionine bao gồm đậu, trứng, cá, tỏi, đậu lăng, thịt, hành tây, đậu nành, hạt và sữa chua.
Phenylalanin trong cơ thể, nó có thể được chuyển đổi thành axit amin tyrosin, chất này lần lượt được sử dụng để tổng hợp hai dẫn truyền thần kinh quan trọng thúc đẩy sự tỉnh táo: dopamine và norep-inephrine. Do mối liên quan với các hoạt động của hệ thống thần kinh trung ương, axit amin này có thể nâng cao tinh thần, giảm đau, trợ giúp trong bộ nhớ và học tập, và ngăn chặn sự thèm ăn. Nó có thể được sử dụng để điều trị viêm khớp, trầm cảm, đau bụng kinh, đau nửa đầu, béo phì, bệnh Parkinson và tâm thần phân liệt.
Phenylalanin có trong sữa, hạnh nhân, bơ, lạc, các hạt vừng.
Isoleucin, leucin và valin cả 3 loại này đều là các axit amin thiết yếu. Trong kết cấu của chúng đều là mạch nhánh (mạch bên hoặc phần nhánh); gọi là các axit amin mạch nhánh.
Các axit amin mạch nhánh chủ yếu là các axit amin tiến hành sự oxy hóa ở cơ xương, còn các axit amin khác phần nhiều là ôxy hóa ở gan. Trong các trạng thái kích ứng như phẫu thuật, chấn thương,... thì sự hợp thành và phân giải protein có vai trò quan trọng riêng biệt. Các axit amin mạch nhánh có thể làm nguyên liệu để tổng hợp protein cơ bắp và sẽ bị cơ bắp dùng làm nguồn cung ứng oxy hóa cho các chất là nguồn năng lượng; ngoài ra, người
ta còn phát hiện thấy leucin cơ thể kích thích sự tổng hợp riêng protein, đồng thời khống chế sự phân giải nó, những năm gần đây đã khiến cho rất nhiều học giả phải chú ý tới trong nghiên cứu về dinh dưỡng ngoại khoa và dinh dưỡng cho vận động viên.
Nguồn tự nhiên của leucine bao gồm gạo lức, đậu, thịt, các loại hạt, bột đậu nành và lúa mì. Nguồn thực phẩm của valin bao gồm các sản phẩm sữa ngũ cốc, thịt, nấm, đậu phộng, và protein đậu nành.
Threonin là một axit amin thiết yếu giúp duy trì sự cân bằng protein thích hợp trong cơ thể. Nó quan trọng cho sự hình thành collagen và elastin. Threonine có ở tim, hệ thống thần kinh trung ương, và cơ xương, và giúp ngăn ngừa chất béo tích tụ trong gan. Nó tăng cường hệ thống miễn dịch bằng cách trợ giúp trong việc sản xuất các kháng thể.
Nguồn thực phẩm chứa nhiều threonin: thịt, cá, trứng, lạc, hạt điều.
Histidin là một axit amin thiết yếu quan trọng trong sự tăng trưởng và phục hồi các mô. Nó còn có tác dụng hình thành màng chắn myelin, một chất bảo vệ bao quanh dây thần kinh và giúp tạo ra dịch vị, kích thích tiêu hóa. Histidin cũng bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của bức xạ, và có thể giúp đỡ trong công tác phòng chống AIDS. Histidin ở mức quá cao có thể dẫn đến căng thẳng và thậm chí rối loạn tâm lý như lo âu và tâm thần phân liệt, những người bị tâm thần phân liệt đã được tìm thấy có hàm lượng histidin cao trong cơ thể. Thiếu histidin có thể góp phần cho viêm khớp mãn tính và có thể liên quan với điếc thần kinh. Methionin có khả năng làm giảm nồng độ histidin.
Nguồn tự nhiên của histidin bao gồm cá, gạo, lúa mì, và lúa mạch đen. Lượng nhu cầu của các axit amin cần thiết được chỉ ra trong bảng 1.2.
Bảng 1.2: Trị số ước lượng về lượng đòi hỏi các axit amin cần thiết (mg/kg cân nặng/ngày)
Axit amin Dưới 1 tuổi 2 tuổi 10-12 tuổi Người lớn Tỷ lệ
Histidin 28 ? ? (8- 12) (2,9) Isoleucin 70 31 30 10 2,9 Leucin 161 73 45 14 4,0 Lysin 103 64 60 12 3,4 Methionin + Cystin 58 27 27 13 3,7 Phenylalanin+ Tyrosin 125 69 27 14 4,0 Threonin 87 37 35 7 2,0 Tryptophan 17 12,5 4 3.5 1,0 Valin 93 38 33 10 2,9 Tổng cộng 714 352 261 84 Theo FAO/WHO, 1983
* Tính theo người lớn: trị số ước lượng về lượng nhu cầu axit amin được tổ chức Y tế thế giới (WHO) và tổ chức Nông nghiệp và Lương thực thế giới (FAO) đưa ra căn cứ theo các tài liệu nghiên cứu khác nhau, xem bảng 1.3.
Bảng 1.3: Đối chiếu các loại axit amin thiết yếu
Axit amin Gạo Tỷ lệ lượng đòi hỏi các axit
amin thiết yếu ở người lớn
Hàm lượng (%) Tỷ lệ Ile 5,4 2,1 2,9 Leu 9,0 5,6 4,0 Lys 3,8 2,4 3,4 Met + Cys 4,1 2,7 3,7 Phe + Tyr 4,7 2,9 4,0 Thr 3,9 2,4 2,0 Try 1,6 1,0 1,0 Val 5,5 3,4 2,9