Axit amin thiết yếu

Axit amin thiết yếu hay axit amin không thay thế là axit amin không thể được tổng hợp trong cơ thể (thường chỉ cơ thể người), và do đó phải được lấy từ thức ăn.

Sự tiêu dùng axit amin thiết yếu

Ribosome trong tế bào eukaryote (sinh vật nhân chuẩn) cần đến 21 loại axit amin khác nhau cho sự sinh tổng hợp protein. Bất kì sự thiếu hụt một axit amin nào cũng đều là một yếu tố hạn chế quá trình này. Tuy nhiên, tế bào eukaryote có thể tổng hợp một vài axit amin này từ các cơ chất khác. Do đó, chỉ có một tập hợp vài axit amin trong sinh tổng hợp protein được xem là chất dinh dưỡng thiết yếu. Một axit amin nào đó có thiết yếu hay không còn tùy thuộc vào giống loài và giai đoạn phát triển.
Đầu thế kỷ XX các nhà khoa học đã biết rằng chuột thí nghiệm sẽ không thể sống sót nếu nguồn cung cấp protein có zein, một loại protein có trong ngô (bắp), nhưng chúng sẽ sống nếu được cung cấp casein, một loại protein có trong sữa bò. Từ phát hiện này William Cumming Rose đã khám phá ra một axit amin thiết yếu là threonine. Từ sự kiểm soát thành phần trong khẩu phần ăn của động vật gặm nhấm, Rose đã chứng minh mười loại axit amin thiết yếu đối với chuột thí nghiệm là: lysine, tryptophan, histidine, phenylalanine, leucine, isoleucine, methionine, valine, arginine và threonine. Sau đó Rose đã chứng minh tám loại axit amin thiết yếu đối với người trưởng thành, và histidine cũng cần thiết đối với trẻ sơ sinh. Các nghiên cứu sau này đã chỉ ra rằng histidine cũng cần thiết đối với người trưởng thành.
Do sự khác nhau về mặt dinh dưỡng giữa zein và casein đối với chuột thí nghiệm, đã có nhiều nỗ lực để diễn đạt "chất lượng" hay "giá trị" của các loại protein khác nhau: đánh giá giá trị sinh học (biological value - BV), hệ số sử dụng protein (net protein utilization - NPU), chỉ số tiêu hóa protein (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score - PDCAAS). Các chỉ số này rất có ý nghĩa trong ngành công nghiệp chăn nuôi, do chỉ cần thiếu một hoặc nhiều axit amin thiết yếu cũng sẽ hạn chế sự phát triển của vật nuôi và ảnh hưởng đến hệ số chuyển hóa thức ăn (feed conversion ratio - FCR). Do đó, các loại thức ăn chăn nuôi đều có sự pha trộn hoặc bổ sung một axit amin nhất định (methionine, lysine, threonine, hoặc tryptophan). Mặc dù các loại protein thực vật có BV thấp hơn so với protein từ trứng hay sữa, chúng lại chứa đủ tất cả các loại axit amin cần thiết đối với người dù với một lượng nhỏ. Ăn nhiều loại rau khác nhau sẽ làm tăng BV của protein.

Thiếu hụt axit amin thiết yếu

William Cumming Rose đã tiến hành các thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của khẩu phần ăn lên cơ thể con người. Các thí nghiệm đã được tiến hành trên các nam đã sinh viên tốt nghiệp. Khẩu phần của mỗi người gồm có tinh bột bắp, đường, bơ không đạm, dầu bắp, muối vô cơ, một số vitamin đã biết, "kẹo" làm từ chiết xuất gan được thêm tinh dầu bạc hà (để bổ sung các vitamin chua biết), và hỗn hợp một số axit amin tinh khiết đã biết thành phần. Kết quả được đánh giá dựa trên cân bằng nitơ. Rose đã nhận thấy rằng các triệu chứng lo lắng, kiệt sức, chóng mặt xảy ra nhiều hoặc ít hơn khi cơ thể bị thiếu hụt một loại axit amin thiết yếu nhất định.
Sự thiếu hụt axit amin thiết yếu thì khác so với loạn dinh dưỡng protein-năng lượng (protein-energy malnutrition), bao gồm thiếu dinh dưỡng khô, hay bệnh marasmus do thiếu ăn và thiếu dinh dưỡng ướt, hay bệnh kwashiorkor do ăn thiếu protein (tuy nhiên có vài bằng chứng cho thấy cách phân loại này là không ổn do người ta nhận thấy không có sự khác nhau trong chế độ ăn giữa đứa trẻ bị marasmus với đứa trẻ bị kwashiorkor .)