Z každej strany sa na nás valia proteíny, bielkoviny, aminokyseliny, potrebné pre výživu, najdôležitejšie v tele atď… Čo to vlastne tie proteíny, aminokyseliny sú? Čo s nimi telo robí? Kde ich získať? Aké dôležité vlastne sú? Akú úlohu zohrávajú vo výžive?

Ako to vidia biele plášte a múdre knihy?

Bielkovina alebo proteín je vysokomolekulárna prírodná látka, ktorej základ tvorí jeden alebo viac reťazcov zložených z jednotlivých aminokyselín. Z chemického hľadiska ide o kopolyméry (kombinované polyméry) z monomerných jednotiek L-α-aminokyselín spojených peptidovými väzbami

Aminokyseliny alebo aminokarboxylové kyseliny sú organické zlúčeniny obsahujúce v molekule aminoskupinu (primárnu, sekundárnu či terciárnu) a karboxylovú skupinu (niekedy aj druhú aminoskupinu, druhú karboxyskupinu a ďalšie substinenty). Ok a teraz troska jednoduchšie, prečo sa aminokyselina vola aminokyselina? No preto lebo obsahujú atóm dusíka, konkrétne NH₂.

Obrázok prebraný z wiki univerzity

Preložené do reči ľudu, proteíny (bielkoviny) sú organické molekuly vyrobené z aminokyselín. Čiže aminokyselina je stavebný blok (tehla) proteínu (dom). Proteín je sekvencia (reťaz) tvorená aminokyselinami. Štruktúra proteínu sa ešte mení v závislosti od lepidla, látky  ktorá drží reťaz pokope. Medzi proteíny patria aj enzýmy, tie malé katalyzátory ktoré riadia procesy v tele.

Zložité bielkoviny obsahujú niekoľko tisíc aminokyselín, najmenšie len okolo 20.

Hm, takže aminokyseliny sú určite veľmi dôležité pre naše zdravie, v konečnom dôsledku dokonca aj riadia procesy v tele, sú stavebné bloky tela.

Ako to vidí telo?

Proteíny sa neukladajú v tele. Metabolizujú sa rôznymi cestami. Neustále prebieha ich odbúravanie (katabolizmus) a syntéza (anabolizmus). Po ich rozložení na aminokyseliny sa môžu naspäť  resyntetizovať na bielkoviny vhodné pre ľudské telo , alebo využiť pri tvorbe neesenciálnych aminokyselín pri ich deficite, alebo sa odbúrajú a premenia na energiu v tzv. Krebsovom cykle (cyklus kyseliny citrónovej).

Proteíny sa rozkladajú na aminokyseliny počas procesu trávenia a absorbujú do krvnej plazmy ktorá slúži ako diaľnica a dopraví ich do výrobného závodu – do pečene a ostatných buniek organizmu. Pečeň slúži ako filter prebytočných aminokyselín a výrobný závod telu potrebných bielkovín. Aj keď sú aminokyseliny malé súčiastky proteínov, stále sú príliš veľké na to aby mohli prenikať cez póry membrány bunky. Na ich strebávanie sa využíva tzv. mechanizmus aktívneho (uľahčeného) transportu. Bunky v tele si vedia poskladať vhodný proteín z prijatých aminokyselín.

Čo sa stane ak prijímame nadmerné množstvo bielkovín? No jednoduchá odpoveď je dávame zabrať pečeni, pretože ta reguluje množstvo aminokyselín v krvnej plazme.

Prijaté bielkoviny sa rozštiepia na aminokyseliny a dostanú sa do krvi. Koncentrácia aminokyselín v krvi je strážená pečenou na úrovni cca 0.35-0.65 g/l. Pečeň si uloží časť aminokyselín do zásoby, a to čo je navyše  sa využije ako zdroj energie pre bunky alebo v procese výroby neesenciálnych aminokyselín, ak chýbajú.

Katabolizmus

Proces premeny aminokyselín na energiu sa volá katabolizmus. Spúšťa sa pri nadbytku aminokyselín v krvi. Tento proces výroby energie je ale troška zložitejší ako proces premeny tukov a sacharidov. Aminokyseliny obsahujú veľa dusíka, ktorý sa musí odstrániť. Odstránenie dusíka sa deje v procese nazvanom deaminácia, odstránenie NH₂ pomocou enzýmov. Medzi produkty sú kyselina 2-oxoglutarová a kyselina glutámová. Výsledkom celého toho procesu je amoniak NH₃.Vačšina amoniaku sa mení na močovinu, ktorá preniká do krvi a vylučuje sa močom.

Tento proces je získania energie je pomerne neefektívny a pomalý a je výhradne aeróbny. Nedokáže kryť energetické potreby buniek ktoré sú v prostredí s nedostatkom kyslíka. Inými slovami ak začnem namáhať svaly tak energia musí ísť z anaeróbnej produkcie, čiže z metabolizmu glukózy.

Anabolizmus – syntéza bielkovín

Ľudské telo nevie priamo využiť živočíšne a rastlinné bielkoviny. Telo si vyrába vlastné bielkoviny syntézou – skladaním aminokyselín. Takže aminokyseliny sú základné stavebné bloky, ak chce telo stavať musí ich mať dostupné. Niektoré aminokyseliny (neesenciálne) si vie telo vyrobiť, ostatné (esenciálne) musí dostať v strave. Na syntézu bielkovín potrebných pre telo nám stačí len 20 aminokyselín!

Bielkoviny v potrave človeka musia obsahovať všetky potrebné aminokyseliny. Ak chýba niektorá esenciálna aminokyselina tak telo nie je schopné syntetizovať vlastné bielkoviny, nastáva degradácia bielkovín ktoré už telo vyrobilo a teda aj prevláda katabolizmus a teda nastáva negatívna dusíková bilancia.

Funguje tu tzv. Rubenov zákon, ktorý hovorí že telo využije aminokyseliny len do množstva najmenej zastúpených esenciálnych aminokyselín.

Inými slovami, keď jeme stále len kuracie mäso tak dodávame telu len určité aminokyseliny, ak telo nemá v zásobe (v pečeni) chýbajúce aminokyseliny tak sa vôbec nespúšťa proces tvorby výstavby nových proteínov, jedine čo si spôsobíme je zaťažovanie pečene a tvorba moču.

Dusíková (proteínová) bilancia

Prečo dusíková bilancia? Pre telo je dôležité zachovávať rovnováhu medzi množstvom dusíka v aminokyselinách v prijatej potrave, a množstvom dusíka ktoré sme vylúčili močom alebo inou formou. Patríme medzi organizmy s energetickým metabolizmom a preto nevieme využiť dusík nachádzajúci sa v aminokyselinách, resp. bielkovinách.

Naše telo potrebuje vyrábať nove proteíny každý deň, nahrádza staré odumreté bunky, opravuje telo, rastieme… Človek s priemernou hmotnosťou má asi 10kg bielkovín, z toho je 6kg metabolicky aktívnych. U priemerného človeka sa denne premení cca 20 – 30g bielkovín z rôznych zdrojov na aminokyseliny ktoré sa oxidujú a využijú v dôležitých procesoch tela. Áno, telo zje samo seba ak treba, ak nemá stavebné látky a potrebuje ich.

Na pokrytie resp. zabezpečenie vyrovnanej bielkovinovej bilancie je potrebné aby dospelý človek prijal približne 0,5 – 0,7 g bielkovín na 1 kg hmotnosti. U detí sa táto hodnota zvyšuje, pretože musí pokrývať potreby rastu.

Na dosiahnutie rovnováhy sa odporúča prijímať cca 50-70g bielkovín denne, to samozrejme platí za predpokladu že sa bielkoviny nespotrebujú na výrobu energie, čiže musíme prijať aj cukry na vytvorenie zásoby energie.

Jednoduchšie pre telo je prijímať rovno aminokyseliny, rýchlejšie sa dostanú do obehu pretože ich nie je treba štiepiť. To má veľkú výhodu pre športovcov, hlavne pre tých ktorý nechcú stratiť svaly, zabránia neprimeranému katabolizmu, rýchlym prísunom stavebných látok.

Čo je teda podstatné?

• Bielkoviny nie sú základná stavebná látka ani dobré palivo, telo ich nevie priamo využiť a musia sa rozložiť na aminokyseliny.
• Anabolizmus (výroba) bielkovín alebo Katabolizmus (štiepenie, rozklad bielkovín) sa spúšťa podľa aktuálnych potrieb tela.
• Nadbytok aminokyselín ma negatívne vedľajšie účinky a zaťažuje pečeň a obličky. Telo sa vie s tým vysporiadať, pokiaľ nie je preťažované.
• Telo nevyrába a neobnovuje bielkoviny pokiaľ nemá všetky potrebne aminokyseliny, hlavne esenciálne.
• Nie je dôležité koľko bielkovín v potrave telu dodáte, dôležité je koľko a akých aminokyselín obsahuje potrava.
• Ľudia ktorý sa stravujú racionálne , kombináciou živočíšnej a rastlinnej stravy nemajú problém s dostatkom všetkých aminokyselín.
• Telo si vie časť aminokyselín dočasne uložiť v krvnej plazme a v pečeni, ale nadbytok sa degradáciou zmení na moč a vylúči z tela.
• Ak sa kyselina močová nevie premeniť na močovinu v pečeni (poškodenie pečene) tak sa začne usádzať v tele, svaly kĺby.
• Nadmerný príjem proteínov resp. aminokyselín škodí telu, proteínové diéty spôsobujú že telo vyrába energiu neefektívne.
• Svaly sa dajú budovať aj bez masa a mlieka, potrebujeme aminokyseliny ktoré sú aj v rastlinnej strave. Takže prečo je býk taký veľký?

Trávenie proteínov

Bielkoviny v strave sú zložité molekuly. Počas trávenia sa rozkladajú na krátke reťazce aminokyselín alebo ak je to možne tak na aminokyseliny. Cesta proteínu sa začína v ústach, všetci dobre vieme ako dôležité je potravu dobre požuvať, teda rozomlieť ju na menšie kúsky ktoré enzýmy spracujú rýchlejšie a ľahšie.

Trávenie bielkovín začína v žalúdku, enzýmom ktorý sa volá pepsín. Je to najviac zastúpený a teda aj najvýznamnejší enzým žalúdočnej šťavy. Pepsín ľúbi kyslé prostredie, preto je kyselina v žalúdku jeho obľúbený sused. Kyselina v žalúdku okrem toho že vytvára kyslé prostredie, tak ako dobrý sused pomáha pepsínu s trávením bielkovín. Spôsobuje denaturáciu a napúčanie bielkovinových vlákien, takže pepsín môže lepšie rozobrať bielkovinu. To je výborná dvojica všakže?

Pepsín hydrolyzuje peptidové väzby medzi jednotlivými aminokyselinami, prestriháva spoje medzi jednotlivými aminokyselinami. Pepsín dokáže tráviť aj kolagén. Aj keď sa zdá že je to hrdina, zvládne hydrolyzovať cca 15% bielkovín, na ostatné potrebuje pomoc ďalších enzýmov.

Trypsín, Chymotrypsín, Karboxypeptidáza, Proelastáza, to sú mená ďalších robošov v našom tele, ktorý sa podieľajú na trávení proteínov. Tieto enzýmy bývajú v pankreasy. Pankreatická šťava sa v tenkom čreve premieša s obsahom zo žalúdka a party pokračuje o poschodie nižšie. Prečo nie sú spolu s pepsínov v žalúdku? No jednoducho pre to že by tam zahynuli, naši roboši sú z inej krajiny, potrebujú zásadité prostredie, ktoré je v dvanástniku na začiatku tenkého čreva.

Naši roboši si vedia prácu pekne rozdeliť, jedná skupina sa postará o pokračovanie prác ktorú začal pepsín a druhá už strihá krátke reťazce na základne aminokyseliny. Pripomína vám to výrobnú linku? Takže Pán Ford nebol prvý kto mal ten nápad. Elastáza ma špeciálnu úlohu, ako napovedá jej názov, stará sa o elastínové vlákna, ktoré sa nachádzajú medzi svalovými vláknami. Naši roboši zvládnu stráviť asi 50%  bielkovín. Párty pokračuje ešte v čreve kde sa dokončuje proces trávenia a štiepenia a cez steny čreva sa aminokyseliny vstrebávajú do krvných kapilár a dostávajú sa do pečene a celého krvného obehu.

Najviac výživných látok sa vstrebáva v tenkom čreve, je na to prispôsobené. Konkrétne v hornej časti tenkého čreva, kde sa vstrebávajú cukry, tuky a bielkoviny. Celý opis je dosť zjednodušený, ale účelom je získať predstavu o tom ako to asi vyzerá.

Celý proces, aj keď to už nemôžeme nazvať trávenie uzatvára pečeň. Pečeň syntetizuje všetky dôležité proteíny, vyrába neesenciálne aminokyseliny a látky odvodené od aminokyselín.

Esenciálne a neesenciálne aminokyseliny

Ako som už písal, esenciálne aminokyseliny si telo nevie vyrobiť a musí ich dostávať v strave.

Zdroj obrázku wikipédia.

Neesenciálne aminokyseliny si telo naopak dokáže obstarať podľa potreby. Patria sem alanín, cysteín, glutamín, karnitín, tyrozín.

Funkcie a zdroje esenciálnych aminokyselín

• Tryptofán – je prekurzor pre sérotonín a melatonín. Jeho zdroje: čokoláda, ovos, banány, sušené datle, mlieko, tvaroh, mäso, ryby, morčacie a arašidy.
• Lyzín – nedostatok lyzínu môže mať za následok nedostatok niacínu (vitamín B), čo môže spôsobiť ochorenie pelagra. Je tiež prínosom pri liečbe a prevencii herpesu. Zdrojmi lyzínu sú zelené fazule, šošovica, sója, špenát.
• Metionín – dodáva síru a ďalšie zlúčeniny, ktoré telo potrebuje na normálny metabolizmus a rast. Patrí do skupiny zlúčenín nazývaných lipotropiká, ktoré pomáhajú pečeniam spracovávať tuk. Nachádza sa v rybách, celých zrnách a mliečnych výrobkoch.
• Valín – je potrebný na metabolizmus svalov, na opravu tkaniva a na udržiavanie správnej dusíkovej bilancie v tele. Valín sa nachádza vo vysokej koncentrácii v svalovom tkanive. Je tiež jedným z troch aminokyselín s rozvetveným reťazcom, čo znamená, že môže byť použitý ako zdroj energie pre svalové tkanivo. Pomáha pri liečbe porúch žlčníka a žlčníka. Zdroje valínu sú mliečne výrobky, zrná, mäso, huby, arašidy a sójové bielkoviny.
• Leucín – je esenciálna aminokyselina s rozvetveným reťazcom, ktorá stimuluje syntézu svalových proteínov. Môže byť hlavným zdrojom energie, ktorá sa podieľa na reakciách na tvorbu anabolických látok, počas hladovky, stresu, infekcie alebo zotavenia z traumy. Telo využíva leucín ako zdroj glukoneogenézy (tzv. syntéza krvného cukru v pečeni) na pomoc v procese hojenia. Nachádza sa v tvarohu, sezamových semienkach, arašidoch, suchej šošovici, kuracom mäse a rybách.
• Izoleucín – je aminokyselina s rozvetveným reťazcom, ktorá je dôležitá pre reguláciu krvného cukru, budovanie a regenerácia svalov, výroba hemoglobínu a regulácia energie. Nedostatky sa prejavujú ako závraty, bolesti hlavy, únava, depresia. Zdroje Izoleucínu : vajcia, ryby, šošovica, hydina, hovädzie mäso, semená, sója, pšenica, mandle a mliečne výrobky.
• Treonín – je dôležitý pre produkciu protilátok. Môže sa premeniť na glycín a serín. Nedostatky sú zriedkavé, ale môžu spôsobiť kožné poruchy a slabosť. Medzi zdroje treonínu patria mlieko, hovädzie mäso, hydina, vajcia, fazuľa, orechy a semená.
• Fenylalanín – prekurzor katecholamínovej rodiny hormónov.Tieto hormóny zahŕňajú adrenalín a noradrenalín, ktoré sú aktivujúcimi látkami v nervovóm systéme. Nedostatky sú zriedkavé, ale môžu zahŕňať spomalenie rastu, letargiu, poškodenie pečene, slabosť, edém a kožné lézie. Zdroje fenylalanínu sú mliečne výrobky, mandle, avokádo, fazule, arašidy a semená.

Aminokyseliny nie sú moc citlivé na varenie. Znesú teplotu okolo 140 ℃.  Varenie môže dokonca pomôcť, pretože počas varenia sa dlhé polypeptidové reťazce roztvárajú a lepšie sa trávia.

Najviac esenciálnych aminokyselín obsahujú živočíšne produkty, mlieko, mäso ,vajcia. Všetky esenciálne aminokyseliny sa nachádzajú vo vajciach. Kombináciou skupín rastlinnej stravy sa da dosiahnuť príjem všetkých esenciálnych aminokyselín. Vhodné kombinácie sú napríklad ryža + hrach, obilniny + strukoviny, strukoviny + orechy + semená.