Podrobnejšie o makronutrientoch – bielkoviny

V predchádzajúcom článku som sa venoval makronutrientom vo všeobecnosti, sacharidy boli rozobraté tu, tuky tu.

Tento článok som si zámerne nechal ako taký zlatý klinec trojice článkov venujúcich sa podrobnejšie makronutrientom. O bielkovinách je rozšírených toľko dezinformácií a poloprávd, že pre mnohých čitateľov budú nasledovné informácie asi dosť prekvapujúce.

Bielkoviny sú organické zlúčeniny s nesmierne komplexnou štruktúrou. Sú základom života založeného na uhlíku (t.j. drvivá väčšina života na Zemi). Molekuly bielkovín vďaka svojej zložitosti môžu byť presne uspôsobené na vykonávanie najrozličnejších úloh v organizmoch – od stavby tkanív, cez transport živín až po kódovanie genetickej informácie.

Ucelenejší pohľad na delenie bielkovín je ďaleko za potrebami a možnosťami našej stránky, napriek tomu majú všetky jednu vec spoločnú – všetky sa skladajú z oveľa jednoduchších stavebných blokov – takzvaných aminokyselín.

Aminokyseliny sú organické kyseliny, ktoré obsahujú funkčné skupiny –COOH a –NH. To znamená, že všetky obsahujú dusík – preto ich pomenovanie amino. V ich štruktúre sa opäť uplatňuje priestorová izoméria, môžu existovať v L a D formách, ktoré sú akoby zrkadlové obrazy. Ďalšie delenia sú podľa umiestnenia funkčných skupín (alfa, beta, gama, delta) či podľa ďalších štruktúrnych zložiek (alifatické, aromatické, ...) Pod aminokyselinami, o ktorých bude reč v nasledovnom, sa rozumie skupina 21 (podľa niektorých autorov 23) alfa-L-aminokyselín. 8 z nich sa označuje ako esenciálne, 2 ako podmienene esenciálne a zvyšné ako neesenciálne. V živých organizmoch sa ešte vyskytujú tzv. neproteínogénne aminokyseliny, ktoré sa nevyskytujú v štruktúre bielkovín.

živočísne bielkoviny sa vyznačujú obsahom všetkých esenciálnych aminokyselín - zdroj: internet

Ľudské telo si nie je schopné vyrobiť 8 z týchto aminokyselín (plus ešte 2 za určitých podmienok, napríklad nedostatok iných živín) – to sú tie esenciálne a podmienene esenciálne. Preto je ich potrebné prijať v potrave. Faktom je, že živočíšne bielkoviny obyčajne obsahujú všetky esenciálne aminokyseliny, kým rastlinné zvyknú niektoré z nich postrádať - preto je vhodné rastlinné zdroje aminokyselín kombinovať. Na druhej strane, potreba esenciálnych aminokyselín, čo sa týka ich objemu , je veľmi malá, pretože drvivá časť hmoty bielkovín v ľudskom tele je vytvorená z tých neesenciálnych – telo si ich vie vyrobiť aj samo. Pravdepodobne to je dôvod, prečo sa evolučne mohla tvorba esenciálnych aminokyselín vypustiť z ľudského tela. Telo sa mohlo spoľahnúť, že tohto malého množstva bude v potrave dostatok, nech už človek konzumoval čokoľvek.

príjem esenciálnych aminokyselín sa dá pokryť aj pestrými zeleninovými či ovocnými šalátmi - zdroj: internet

Aminokyseliny sú pomerne jednoduché chemické zlúčeniny. Kto by chcel bližšie nahliadnuť na ich štruktúru, veľmi pekne znázornené sú na anglickej wikipédii. No a všetky bielkoviny sú zložené z týchto aminokyselín. Táto skladba však je vedou sama o sebe.

Väčšina bielkovín vytvára unikátne 3-rozmerné štruktúry. Každá obsahuje viac ako 100 aminokyselín (keď je ich menej ako 100, označuje sa to ako polypeptid), počty sa však môžu šplhať až k tisícom či desaťtisícom. Samotné usporiadanie aminokyselín sa dá analyzovať v štyroch krokoch:

Primárna štruktúra – je to poradie usporiadania aminokyselín za sebou v reťazci.
Sekundárna štruktúra – opakujúce sa lokálne štruktúry na vzdialenosť niekoľkých aminokyselín, stabilizované vodíkovými väzbami. Bežne sa bielkoviny usporadúvajú napríklad do formy skrutkovice či plátu.
Terciárna štruktúra – celkový tvar molekuly alebo takzvané skladanie (v angličtine folding). Je stabilizované nelokálnymi väzbami, napríklad vytvorením hydrofóbneho jadra či soľnými mostíkmi. Vo výsledku toto usporiadanie určuje funkciu danej bielkoviny.
Kvartérna štruktúra – usporiadanie viacerých bielkovinových molekúl vytvárajúcich funkčný celok.

Pre názornosť, molekuly bielkovín vyzerajú nejako takto. V porovnaní s makronutrientami rozobratými v predchádzajúcich článkoch, je štruktúra bielkovín výrazne zložitejšia, uplatňuje sa v nich nepomerne väčšie množstvo a rôznorodosť chemických väzieb.

ukážka komplexnej štruktúry bielkovín - zdroj: wikipedia

Teraz, keď sa ozrejmila funkcia a štruktúra bielkovín, by som rád vypichol niektoré štandardné vety od zarytých zástancov mäsa. Podotýkam, že nasledovné riadky sú len malou ochutnávkou, podrobne to bude rozobraté v ďalších článkoch.

zdroj: internet

Napríklad vety typu „Z čoho máš energiu, keď neješ mäso/bielkoviny.“ „Mäso dáva silu.“ „Daj si guláš, aby si vládal.“ Nuž ... Teraz keď viete, ako vyzerajú molekuly sacharidov, tukov a bielkovín – sacharidy a tuky – pohodička, furt tá istá štruktúra, tá istá chemická väzba, jednoduché štiepenie aj vstrebávanie. Ale čo keď príde do žalúdka hentaká bielkovinová guča? A desiatky rôznych druhov gučí naraz? Teraz možno zmarím ilúzie mnohých, ale nie, daná guča čiže molekula bielkoviny nejde priamou cestou z úst do svalu, ale sa najprv musí náročne rozložiť na aminokyseliny, vstrebať a v svale sa následne nanovo vyskladať podľa potreby. A na to je potrebná kopa ďalšej energie zo zásob tela. A čo sa týka vládania – aby sa bielkovina použila ako palivo pre telo, takisto sa musí najprv rozložiť na aminokyseliny a vstrebať. Je síce pekné, že ľudské telo je vo výsledku schopné získať 21 kJ energie z gramu bielkovín, ale predtým ako ich získa, musí 4 kJ vynaložiť z vlastných zásob na štiepenie bielkoviny. Neviem ako vy, ale ja uprednostním 17 kJ z gramu jednoduchých cukrov v ovocí, ktoré sa vstrebávajú už v ústach a dodajú energiu prakticky okamžite.

zdroj: internet

Alebo typ otázok „Nemáš nedostatok bielkovín?“ „Odkiaľ berieš bielkoviny?“ alebo perla (to už ozaj netuším, ako dotyčný na to prišiel) „Nekazia sa ti zuby, keď neješ bielkoviny?“. V prvom rade, význam bielkovín vo výžive je v súčasnosti výrazne preceňovaný, pravdepodobne vďaka propagande mäsového a mliekarenského priemyslu. Nie je mi známe, že by naša lekárska veda vôbec mala termín pre nedostatok bielkovín v strave. Existuje pojem kwashiorkor, ktorý označuje takýto nejaký stav, ale vyskytuje sa najmä u ľudí z rozvojových krajín, ktorí majú nedostatok jedla a živín celkovo, takže deficit bielkovín je asi automatický. Podľa súčasných odporúčaní by mali bielkoviny tvoriť cca 30% energetického príjmu. Naozaj netuším, odkiaľ by mohlo prameniť toto odporúčanie, ak nie z potreby zvýšenia predaja mäso-mliečnych produktov. Materské mlieko je presne vyvážená, nutrične hodnotná potravina, presne kopírujúca potreby novorodenca, ktorý je z neho schopný budovať všetky svaly, orgány, kosti a rýchlo rásť. A aký je obsah bielkovín v materskom mlieku? 1 až 1,5 percenta hmotnostne, okolo 10% energeticky. A dospelý človek zrazu potrebuje 30%? Keď už ani nerastie, ani nebuduje orgány, len opravuje tkanivá v tele? No čosi mi na tom nesedí ... A ďalšia možno prekvapivá informácia – bielkoviny naozaj sú aj v rastlinách, aj v ovocí, aj v listoch. A v niektorých druhoch listovej zeleniny je dokonca v pomere k hmotnosti viac bielkovín ako v mäse.

Takže na záver. To, čo je v strave podstatné, nie sú bielkoviny, ale aminokyseliny. Je nevyhnutný príjem 8 esenciálnych (prípadne ešte 2 podmienene esenciálnych) aminokyselín, ostatné si telo vie vyrobiť. Teoreticky by človek za celý život nemusel prijať ani gram bielkovín za predpokladu, že by prijímal analogické množstvo aminokyselín (samozrejme v prirodzených potravinách tie bielkoviny sú). Bielkoviny sú hlavne stavebná látka, ako palivo nie sú telom preferované, ich využitie ako paliva je náročný proces, ktorý dokonca vyžaduje množstvo vlastnej energie tela ešte predtým, ako sa z nich energia získa.

Týmto článkom uzatváram sériu osvetľujúcu jednotlivé makronutrienty, nasledujúca séria bude venovaná ich metabolizmu v ľudskom tele – od konzumácie po využitie v samotnej bunke tela.