Protein, makronæringsstof

Basisoplysninger 

Definition og klassificering af proteiner

• Proteiner er opbygget af aminosyrer
• Alle aminosyrer har den samme basale kemiske struktur, bestående af en aminogruppe (-NH₃) og en syregruppe (-COOH)
• Det er 20 forskellige aminosyrer, som varierer i kemiske egenskaber

Essentielle og ikke-essentielle aminosyrer

• Typisk klassificeres aminosyrer som essentielle og ikke-essentielle
• Essentielle aminosyrer omfatter phenylalanin, isoleucin, leucin, lysin, methionin, threonin, tryptofan, valin
• Hos børn og nyresyge anses aminosyren histidin essentiel
• Ved sygdom kan yderligere aminosyrer regnes som essentielle; cystein og tyrosin
• Ikke-essentielle aminosyrer omfatter alanin, arginin, asparginsyre, asparagin, glutaminsyre, glutamin, glycin, prolin, serin  

Biologisk kvalitet

• Proteinets aminosyresammensætning i fødevarer kan omtales som værende af høj eller lav biologisk kvalitet
• Proteinkvaliteten bestemmes på baggrund af en aminosyrescore baseret på hvor godt proteinets aminosyresammensætning dækker kroppens behov. Score = (mg af aminosyren i fødevaren / g protein i fødevaren) x 100 / "scoring pattern" for den pågældende aminosyre.
• Generelt vurderes proteiner af animalske fødevarekilder som værende af høj kvalitet, mens proteiner fra vegetabilske fødevarekilder som værende af lavere kvalitet
• I den danske kost har proteinkvaliteten ingen praktisk betydning, da en typisk dansk kost har et højt indhold af de essentielle aminosyrer 

Anbefalinger

• De officielle anbefalinger for protein svarer til dagligt energiindtag mellem 10-20 procent 
  • 10-20 energiprocent (E%) svarer til 0,83 g protein per kg kropsvægt 
  • Ældre på 70 år og derover anbefales et indtag på mindst 1,2-1,5 g protein per kg kropsvægt, svarende til 18 E% 
  • Det er ikke fastsat en øvre grænse for proteinindtag 

Status for proteinindtag i den danske befolkning

• Danskernes kostvaner fra 2011-2013 viser et gennemsnitlig indtag på 16 E%
  • 16 E% svarer til ca. 1,1 g per kg kropsvægt
  • Kun 6 % ligger udenfor det anbefalede interval, hvoraf størstedelen spiser mere protein end de anbefalede 10-20 E%  
  • Generelt er der intet problem i at dække proteinbehovet via almindelig sund dansk kost

Protein i kosten

• Proteinkilder omfatter fisk og skaldyr, kød og kødpålæg, mælk og mejeriprodukter (foruden smør), kornprodukter, bælgfrugter, mandler og nødder.
• Danskernes kostvaner fra 2011-2013viser følgende fordeling af kilder til danskernes proteiner: 
  • Kød, fisk og fjerkræ (40 %)
  • Mejeriprodukter (inkl. ost) (24 %)
  • Brød og kornprodukter (21 %)
  • Kartofler, grøntsager og frugt (8 %)
  • Æg (3)
  • Andet (4 %)

• Animalske fødevarekilder med højt proteinindhold omfatter fisk, skaldyr og magert kød (typisk proteinindhold på 17-25 %)
• Vegetabilske fødevarekilder med højt proteinindhold er bælgfrugter, nødder og mandler (typisk proteinindhold på 15-26%)
• I praksis behøves ikke fokus på fødevarekilder for at dække kroppens behov for de essentielle aminosyrer, såfremt der spises en varieret kost, hvor de fleste fødevaregrupper er repræsenteret
• Vegansk og vegetarkost kan dække kroppens proteinbehov ved at spise en sund og varieret kost, med fokus på variation af proteinrige kilder 

Funktion af proteiner

Kroppens byggesten

• Proteiner fra kosten benyttes både til opbygning og vedligehold af kroppens proteiner, samt til genopbygning efter muskeltab
  • Proteiner er komponenter, som indgår i alle kroppens biologiske materialer i cellerne og deltager i kroppens biologiske processer
  • Proteiner er nødvendige for opbygning og vedligeholdelse af celler og væv, produktion af hormoner og enzymer, transportproteiner, og spiller en afgørende rolle i opbygning af immunforsvaret
• Kroppen indeholder omkring 15-20 % protein hos normalvægtige mennesker, hvilket svarer til omkring 12 kg hos en person på 70 kg
• Kroppens proteiner gennemgår en kontinuerlig turnover, hvor proteiner nedbrydes og genopbygges
• Omkring 60 % af aminosyrerne fra proteinnedbrydning genbruges, mens de resterende aminosyrer oxideres og udskilles via nyrerne
• Omkring 1 % af kroppens aminosyrer findes i fri form, omtalt som kroppens aminosyrepool. 
• Kroppens proteintab skal derfor dækkes dagligt fra kosten, hvor både aminosyrekvalitet og -mængde skal erstatte kroppens tab af aminosyrer  

Proteinbalance

• Kroppens proteinbalance kan beregnes ud fra nitrogenbalancen: 
  Nitrogenbalance = nitrogenindtag (proteiner fra kosten) - nitrogentab (nitrogen i urin, fæces og øvrige tab)
  • Protein indeholder 16 % nitrogen
  • Nitrogen x 6,25 angiver proteinmængde

• WHO/FAO/UNU fastsætter proteinanbefaling baseret på metaanalyser af nitrogenbalancestudier 
• Metaanalyse af nitrogenbalancestudier viser et gennemsnitlig daglig proteinbehov på 0,66 g protein per kg kropsvægt 
• Ved anbefalet proteinindtag på 0,83 g per kg kropsvægt, dækkes proteinbehovet hos 97,5 % af befolkningen  
• Nitrogenbalance skal forstås som det proteinindtag, som er nødvendigt for at balancere nitrogentabet fra kroppen og opretholde kroppens samlede proteinmængde

Positiv proteinbalance 

• En positiv proteinbalance er nødvendig, når der skal bygges ekstra kropsvæv
• Behov for positiv proteinbalance ses typisk i forbindelse med:
  • Sygdom, hvor kroppen skal genopbygge beskadiget væv eller styrke immunsystemet for at bekæmpe sygdom
  • Vækst, både ved graviditet, vækstperiode hos børn og unge
  • Ved træning hvor muskelopbygning er ønskeligt
• Skal proteinmængden i kroppen øges, er proteinbehovet fra kosten større end ved opretholdelse af proteinbalance

Negativ proteinbalance

• En negativ proteinbalance opstår, når der indtages mindre protein end kroppens umiddelbare behov
• Negativ proteinbalance fører til en reduceret proteinmasse i kroppen, hvilket vil føre til muskeltab og nedsat immunforsvar

Energikilde

• Ved oxidation af protein dannes ATP, CO_2, H₂O og urinstof
• Protein bidrager med 4 kcal (17 kJ) per gram og bidrager derfor med energi til kroppen
• Protein er dog ikke en stor energikilde, da kulhydrater er kroppens primære - og fedt kroppens sekundære energikilde
• Kroppen har intet proteinlager, hvorfor et proteinindtag udover kroppens behov vil blive omsat til energi og affaldsstoffer
• I perioder med svær sygdom øges energidannelsen fra protein, via øget gluconeogenese

Kliniske effekter

Kropskomposition

• Protein er nødvendigt for opbygning af muskelmasse
• Et højere proteinindtag (>0,8 g/kg) er nødvendigt, når muskelmassen skal øges fx ved genopbygning efter længere tids faste, sygdom eller svært muskelarbejde 
• Proteinindtag >2,0 er ikke forbundet med øget metabolisk gevinst hos raske mennesker
• Proteinrig kost kan begrænse tab af muskelmasse under sygdom samt ved vægttab
• Ældre har lavere muskelatrofi ved proteinrig kost (>1,2 g/kg)

Vægttab

• Proteinrig kost begrænser tab af muskelmasse ved vægttab 
• Vægttab fastholdes bedre ved proteinrig kost 
• Protein mætter bedre end simple kulhydrater og fedt 

Ældre 

• Ældre anbefales et højere proteinindtag end yngre. Et dagligt indtag på 1,2-1,5 g/kg (svarende til 18 E%) 
• Tab af muskelmasse er lavest hos ældre med proteinindtag på mindst 1,2 g/kg (svarende til ca. 18 E%)
• Lavt proteinindtag (<0,8 g/kg) associeres med muskelatrofi og risiko for nedsat funktionsniveau.

Knoglesundhed

• Proteinrig kost virker bevarende af knoglemassen 
• Ingen videnskabelig belæg for knogleskadelig effekt af højproteinkost 

Svær sygdom

• Generelt ved svær sygdom (ved stressmetabolisme) er proteinbehovet øget
• Proteinbehov fastsættes ved at gange med en faktor for stressmetabolisme
• Størrelsen af proteinbehovet varierer efter type sygdom og sværhedsgrad af sygdom

Forholdsregler og bivirkninger

• Der eksisterer en bekymring vedrørende nyreskader ved meget højt proteinindtag
  • Evidens på området er sparsom, og der kan ikke påvises en eventuel negativ effekt på nyrerne ved meget højt proteinindtag
  • Patienter eller borgere med nedsat nyrefunktion må gerne udvise forsigtighed med højt proteinindtag. Ved vedvarende stigning i p-karbamid, bør proteinindtaget hos disse patienter nedsættes til 0,8 g/kg