Nejprve si to ujasněme: bílkoviny jsou absolutními protagonisty života . Jsou v těle všude a podílejí se na nesčetných úkolech, od budování struktur až po řízení chemických reakcí. Po vodě jsou nejhojnějšími molekulami v našem těle a upřímně řečeno, bez nich bychom se ani nemohli hýbat nebo se bránit infekci.
Jednoduše řečeno, protein je řetězec – někdy velmi dlouhý – aminokyselin. Existuje 20 různých aminokyselin , které vaše tělo kombinuje jako písmena a píše slova a věty; přesné pořadí těchto „písmen“ určuje trojrozměrný tvar každého proteinu a tedy jeho specifickou funkci. Ačkoli se někdy zmiňují doplňky stravy, zdravý člověk, který jí pestrou stravu, je obvykle nepotřebuje , protože jeho běžná strava mu může poskytnout to, co je potřeba.
Co jsou proteiny?
Technicky vzato jsou proteiny komplexní makromolekuly složené převážně z uhlíku, vodíku, kyslíku a dusíku ; mnohé také obsahují síru a v menší míře fosfor. Mohou být tvořeny stovkami nebo tisíci propojených aminokyselin. Jejich přítomnost je všudypřítomná: odhaduje se, že představují obrovskou část hmotnosti tkání a nacházejí se v každé buňce těla, kde se účastní prakticky všech biologických procesů.
Během trávení se tyto makromolekuly rozkládají na základní složky. V žaludku a střevech se bílkoviny rozkládají na 20 aminokyselin , které je tvoří. Z nich je 9 „esenciálních“, protože si je lidské tělo nedokáže samo vyrobit a musí je získávat z potravy: histidin, isoleucin, leucin, lysin, methionin, fenylalanin, threonin, tryptofan a valin. Zbytek je „neesenciální“, protože si je tělo dokáže syntetizovat.
Specifická sekvence aminokyselin každého proteinu závisí na genetické informaci každého člověka; to znamená, že DNA určuje pořadí , a tedy i tvar a funkci, kterou bude protein vykonávat. Tento molekulární „design“ vysvětluje, proč existuje tak obrovská rozmanitost proteinů a jejich funkcí.
Důležité upozornění, abyste se při vyhledávání informací vyhnuli nejasnostem: při prohlížení internetu se někdy můžete setkat s reklamami nebo obsahem, který s tématem zcela nesouvisí (například reklamy na hazardní hry nebo „zrcadla“ kasin ). Tento obsah nemá vůbec žádnou souvislost s výživou ani biologií bílkovin a měl by být ignorován.
Funkce bílkovin
Bílkoviny hrají zásadní roli ve všech aspektech těla: růstu, udržování a regulaci . Díky obsahu dusíku – prvku, který sacharidy ani tuky neobsahují – jsou nezbytné pro stavbu a obnovu tkání. Podporují také procesy, jako je tvorba trávicích šťáv, syntéza hemoglobinu, vitamínů, hormonů a enzymů, transport plynů v krvi (kyslíku a oxidu uhličitého) a regulace pH plazmy a onkotického tlaku.
Některé klíčové funkce s reprezentativními příklady jsou seskupeny následovně: obrana, katalýza, signalizace, struktura a transport . Protilátky se vážou na cizí prvky, aby nás chránily; enzymy urychlují tisíce chemických reakcí; poslíčkové proteiny koordinují procesy mezi tkáněmi; strukturální proteiny podporují buňky a tkáně a umožňují pohyb; další jsou určeny k transportu nebo ukládání látek.
| Función | popis | příklad |
|---|---|---|
| Obrana (protilátka) | Uznávají a sjednocují vůči cizím agensům, jako jsou viry nebo bakterie. | Imunoglobulin G (IgG) |
| Enzym | Chovají se jako biologické katalyzátory vyžadující kofaktory, jako je hořčík; také čtou DNA za účelem vytváření nových molekul. | Fenylalaninhydroxyláza |
| Posel | Přenášejí signály do koordinovat procesy mezi buňkami, tkáněmi a orgány. | Růstový hormon |
| Strukturální | Přispívají podpora a forma do buněk; ve velkém měřítku usnadňují pohyb. | Aktin (a kolagen jako podpora) |
| Přeprava/skladování | Připojují se a stěhují se atomy nebo molekuly přes tělo nebo uvnitř buněk. | Feritin |
Tyto úkoly doplňují další dobře známé: protilátky jako obrana proti patogenům, kolagen poskytující odolnost podpůrným tkáním a svalové proteiny myosin a aktin umožňující kontrakci a pohyb.
Klíčové vlastnosti proteinů
Aby protein plnil svou funkci, potřebuje dva základní atributy: stabilitu a rozpustnost . Musí zůstat stabilní ve svém prostředí, aby měl dostatečný poločas rozpadu, a jeho rozpustnost závisí na podmínkách, jako je teplota a pH, které musí být udržovány v příslušném rozmezí.
Kromě toho vykazují další relevantní sekundární vlastnosti: specificitu (každá proteinová struktura odpovídá specifické funkci), pufrovací kapacitu pH (v závislosti na tom, zda uvolňují nebo přijímají protony, pomáhají udržovat acidobazickou rovnováhu) a elektrolytické chování , které jim umožňuje pohybovat se v elektrických polích mezi kladným a záporným pólem.
Klasifikace bílkovin
Existuje mnoho způsobů, jak je klasifikovat, ale dvě kritéria jsou obzvláště užitečná: jejich tvar a složení . Podle tvaru hovoříme o vláknitých proteinech (protáhlých a nerozpustných, jako je keratin, kolagen nebo fibrin), globulárních proteinech (kompaktních a obecně rozpustných, jako je většina enzymů, protilátek a některých hormonů) a smíšených proteinech s vláknitou i globulární částí.
Na základě složení rozlišujeme jednoduché proteiny a konjugované proteiny (heteroproteiny). Mezi jednoduché proteiny patří skleroproteiny a sféroproteiny; konjugované proteiny obsahují další neproteinovou složku, což rozšiřuje jejich funkční rozsah.
Aminokyseliny: „stavební kameny“ bílkovin
Aminokyseliny se dělí na esenciální (musí být získány ze stravy) a neesenciální (tělo si je dokáže vyrobit samo). Existují také některé podmíněně esenciální aminokyseliny , které jsou nezbytné v určitých fázích nebo situacích, jako je například novorozenecké období. Typický protein může obsahovat více než 300 aminokyselin a jeho sekvence ho činí jedinečným.
| Základní informace | Nepodstatné |
|---|---|
| Histidin, isoleucin, leucin, lysin, methionin, fenylalanin, threonin, tryptofan, valin | Alanin, Asparagin, Aspartát, Glutamát, Serin, Prolin*, Glycin*, Arginin*, Cystein*, Glutamin*, Tyrosin*, Taurin* |
V této klasifikaci hvězdička označuje, že některé aminokyseliny mohou být za určitých okolností (například u novorozenců) podmíněně esenciální . Souvisejícím konceptem je biologická hodnota : pokud protein poskytuje všechny esenciální aminokyseliny v dostatečném množství, je považován za protein s vysokou biologickou hodnotou. Pokud je jedna nebo více aminokyselin pod požadovanou úrovní, tzv. „limitující aminokyselina“ snižuje jeho kvalitu.
Z tohoto důvodu kombinování rostlinných potravin během dne (například obilovin a luštěnin) pomáhá doplňovat aminokyseliny a zlepšovat celkový nutriční profil. Ve skutečnosti mnoho tradičních receptů – fazole s rýží, cizrna s chlebem, čočka s bramborami – již nabízí lahodné řešení.
Kvalita a stravitelnost: co je DIAAS a proč je důležitý
Kvalitu bílkovin lze měřit několika způsoby. Doporučenou metodou je dnes DIAAS (Digestible Essential Amino Acid Score), která odhaduje, kolik esenciálních aminokyselin v potravině je po trávení skutečně využito. Hodnota nad 100 značí velmi vysokou kvalitu a stravitelnost.
| Jídlo | DNY | kvalita |
|---|---|---|
| Trigo | 40 | Odmítnout |
| Mandle | 40 | Odmítnout |
| Rice | 59 | Odmítnout |
| Hrách | 64 | Odmítnout |
| Cizrna | 83 | Media |
| Kuřecí prsa | 108 | Vysoký |
| Vejce | 113 | Vysoký |
| Plnotučné mléko | 114 | Vysoký |
Obecně platí, že živočišné bílkoviny mají vyšší obsah stravitelných aminokyselin (DIAAS ) než mnoho rostlinných bílkovin. Přesto je mýtus, že rostlinné bílkoviny určité esenciální aminokyseliny „nemají“: obsahují je, i když někdy v menším množství. Proto kombinace doplňkových zdrojů (klasický příklad: rýže a luštěniny) toto potenciální omezení řeší. Vzhledem k tomu, že většina lidí konzumuje bílkoviny z různých zdrojů, kvalita a stravitelnost obvykle nepředstavují skutečný problém, pokud je celkový příjem dostatečný.
Výživa: Kolik bílkovin potřebujeme?
Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) doporučuje, aby zdraví dospělí konzumovali alespoň 0,83 g bílkovin na kg tělesné hmotnosti denně. Například dospělý člověk o hmotnosti 70 kg by měl denně konzumovat přibližně 58 g. To zhruba odpovídá bílkovině obsažené v asi 200 g kuřecích prsou nebo asi 240 g směsi ořechů.
Během období růstu nebo zvýšené poptávky – dětství, dospívání, těhotenství a kojení – se relativní potřeba sacharidů zvyšuje. Obecně se v dětství a dospívání doporučený příjem snižuje s věkem z přibližně 1,14 na 0,83 g/kg; během těhotenství se v prvním trimestru přidává přibližně 1 g/den, ve druhém 9 g/den a ve třetím 28 g/den; a během kojení se přidává 19 g/den (0–6 měsíců) a poté 13 g/den. Pro starší dospělé zůstává základní doporučení 0,83 g/kg, ačkoli někteří odborníci doporučují zvážit individuální úpravy.
Dobrou zprávou je, že v Evropě většina lidí konzumuje dostatek bílkovin a jejich nedostatek je vzácný, takže EFSA nenavrhuje rozsáhlé zvýšení příjmu. Na druhou stranu evropské předpisy považují potravinu za „zdroj bílkovin“, pokud alespoň 12 % její energetické hodnoty pochází z bílkovin, a za „s vysokým obsahem bílkovin“, pokud toto procento činí 20 % nebo více.
Zdroje bílkovin: živočišné a rostlinné
Bílkoviny se nacházejí v potravinách živočišného i rostlinného původu. Z živočišných zdrojů je obzvláště důležité maso a drůbež , ryby a mořské plody , vejce a mléčné výrobky (mléko, jogurt, sýr). Pro srovnání, steak může obsahovat velmi vysoké hladiny bílkovin (například kolem 60 g na porci ve velkých kusech), v závislosti na velikosti a řezu.
Z rostlinné stravy poskytují významné množství luštěniny (sója, cizrna, čočka, hrášek atd.), ořechy (mandle, lískové ořechy, kešu ořechy atd.), semena (slunečnicová, chia, konopná atd.) a celozrnné obiloviny (pšenice, oves, rýže). Quinoa , ačkoli je technicky pseudoobilovina, také přispívá pozoruhodným aminokyselinovým profilem.
Kuriózním případem je lepek , bílkovina nacházející se v pšenici a dalších obilovinách. Je zodpovědná za pružnost těsta a houbovitost chleba. Pro drtivou většinu lidí nepředstavuje žádný problém; u celiakie však lepek vyvolává imunitní reakci, která poškozuje střevo. Nejde jen o „zažívací potíže“: na fragmenty této bílkoviny existuje patologická imunitní reakce, a proto se jí lidé s celiakií musí zcela vyhýbat.
Ti, kteří dodržují vegetariánskou nebo veganskou stravu, si mohou snadno pokrýt své nutriční potřeby pečlivým plánováním. V přísných vegetariánských dietách – těch, které vylučují vejce a mléčné výrobky – je třeba věnovat zvláštní pozornost kombinaci rostlinných zdrojů , aby se zajistil příjem všech esenciálních aminokyselin, zejména u dětí, dospívajících a těhotných žen.
Na trhu jsou k dispozici rostlinné produkty, které kombinují bílkoviny a poskytují všech devět esenciálních aminokyselin; například kombinace sóji a pšenice. Některé značky v profesionálním sektoru, jako například Garden Gourmet, formulují možnosti, které jsou podle evropských předpisů prezentovány jako „zdroje bílkovin“ nebo „s vysokým obsahem bílkovin“.
Potenciální výhody a omezení: hmotnost, svalová hmota a výkon
Bílkoviny vyvolávají větší pocit sytosti než tuky nebo sacharidy, což může pomoci kontrolovat příjem energie. Krátkodobě se ukázalo, že diety s relativně vysokým obsahem bílkovin (přibližně 1,2–1,6 g/kg/den) podporují snížení kalorického příjmu a úbytek hmotnosti. Důkazy o dlouhodobém udržení diety jsou však méně přesvědčivé, částečně kvůli dodržování diety: pokud se dieta nedodržuje, účinek se snižuje.
S přibývajícím věkem je ztráta svalové hmoty a funkce (sarkopenie) skutečným problémem. Nedostatečný příjem bílkovin je spojen s vyšším rizikem a zvýšení bílkovin a fyzické aktivity pomáhá zachovat svaly a sílu, snižuje křehkost, pády a komplikace kostry.
Pro ty, kteří trénují, jsou bílkoviny klíčem k regeneraci a opravě svalů . Optimální množství závisí na typu, intenzitě a délce trvání tréninku, ale rozmezí 1,4 až 2,0 g/kg/den obvykle uspokojuje potřeby většiny lidí. Toto by mělo být součástí vyvážené stravy s dostatečným množstvím sacharidů, zdravých tuků, vitamínů a minerálů; více neznamená vždy lépe.
Co když to přeženete? EFSA se domnívá, že u zdravých jedinců je za normálních podmínek v bezpečných mezích až dvojnásobek referenční hodnoty (kolem 1,7 g/kg/den). Lidé s onemocněním ledvin by se měli před zvýšením příjmu poradit se svým specialistou. A samozřejmě, pokud jíte nadměrné množství bílkovin, můžete také přibrat na tuku : klíčová je energetická rovnováha.
Veřejné zdraví a udržitelnost
Ne všechny zdroje bílkovin mají stejný dopad na zdraví a planetu. Nadměrná konzumace červeného a zpracovaného masa je spojována se zvýšeným rizikem některých druhů rakoviny. Světový fond pro výzkum rakoviny doporučuje omezit se na maximálně tři porce červeného masa týdně (celkem asi 350–500 g po uvaření) a minimalizovat zpracované maso.
Z environmentálního hlediska mají živočišné bílkoviny, jako je hovězí, mléčné a jehněčí maso, vyšší uhlíkovou stopu a spotřebu zdrojů než mnoho rostlinných zdrojů, jako je sója, cizrna a čočka . Není nutné vylučovat živočišné produkty, ale dává smysl posunout naši stravu směrem k rostlinným možnostem a omezit plýtvání potravinami jako další opatření udržitelnosti.
Geny a syntéza: Jak tělo „ví“, který protein si má vyrobit?
Náš genom obsahuje přibližně 20 000 genů, které kódují proteiny . Každý den se ve vašich buňkách syntetizují tisíce a tisíce různých proteinů. Tento proces je nepřetržitý: tělo rozkládá staré proteiny a recykluje aminokyseliny a zároveň produkuje nové proteiny, aby v daném okamžiku uspokojilo své potřeby.
Tento „cyklus bílkovin“ se opírá o jídlo jako svůj základ. Po jídle se bílkoviny rozkládají na aminokyseliny, vstřebávají a tělo je využívá k tvorbě nových bílkovin (enzymů, hormonů, protilátek, strukturálních bílkovin, jako je kolagen, a svalových bílkovin, jako je myosin a aktin). Pokud je denní příjem a energie dostatečný, systém zůstává stabilní.
Poznámky a zdroje
Při konzultaci s institucionálními zdroji se na webových stránkách vlády USA může objevit administrativní oznámení , že kvůli nedostatku federálního financování nejsou stránky aktualizovány a na dotazy se nereaguje, zatímco klinické centrum NIH zůstává otevřené (viz cc.nih.gov) a informace o obnovení aktivit jsou centralizovány na opm.gov.
Pokud byste se chtěli hlouběji ponořit do biochemie proteinů, existují veřejně dostupné akademické materiály; například dokument z Univerzity ve Valencii dostupný v tomto PDF . A i když některé obecné příručky mohou být zastaralé (například aktualizace z roku 2019 ), základní koncepty zde vysvětlené zůstávají platné a užitečné pro pochopení toho, co proteiny jsou a jak fungují.
Bílkoviny jsou pro život nezbytné ; jejich kvalita závisí na jejich aminokyselinovém profilu a stravitelnosti a naše potřeby se liší v závislosti na životní fázi a úrovni aktivity. Pestrá strava, která inteligentně kombinuje živočišné a rostlinné zdroje a respektuje doporučení veřejného zdraví a udržitelnosti, snadno uspokojí potřeby většiny lidí.
