Bielkoviny vo výžive 1.časť

Bielkoviny vo výžive 1.časť
Nielen v kulturistike je otázka príjmu bielkovín námetom na bohatú odbornú (niekedy žiaľ aj menej odbornú) diskusiu. V tomto článku sa bližšie pozastavíme pri chemizme a biochemizme tejto základnej živiny.

Význam bielkovín

Bielkoviny sú prítomné v každom kompartmente živého organizmu. Pri mikroskopickom pohľade na bunku ktorejkoľvek časti tela zistíme, že bielkoviny sú v bunkovom obale, tvoria dôležitú súčasť bunkovej kostry a sú prítomné v bunkových organelách, kde sa zúčastňujú priebehu celého radu procesov ako enzýmy, hormóny a iné regulačné molekuly. Hlavné funkcie bielkovín môžeme zhrnúť do niekoľkých bodov:

  • štruktúrna – bielkoviny sú súčasťou membránových štruktúr, kože, kĺbov, väzív a ostatných tkanív
  • enzýmová – bielkoviny sa vo forme enzýmov zúčastňujú celého radu - biologických procesov v organizme
  • transportná - špeciálne proteíny hemoglobín, transferín a ďaľšie majú štruktúru, ktorá im dáva schopnosť prenášať iné látky, predovšetkým kyslík a železo, ale aj lipidy, liečivá a iné látky
  • pohybová - kontraktilné bielkoviny aktín a myozín sú nevyhnutnou zložkou procesu svalovej kontrakcie
  • obranná – vo forme protilátok a iných imunologicky aktívnych látok ochraňujú organizmus pred mikroorganizmami a škodlivými agensami z vonkajšieho a vnútorného prostredia organizmu
  • regulačná – bielkoviny sú súčasťou viacerých hormónov, ktorých regulačná úloha je nevyhnutná pre priebeh mnohých procesov
  • transformačná – bielkoviny sa zúčasťňujú na prenose nervového impulzu, pri fotosyntéze a ďaľších podobných procesoch
  • nutričná – bielkoviny sú zdrojom esenciálnych a neesenciálnych aminokyselín, z ktorých sa syntetizujú telu vlastné proteíny

Z tohto prehľadu je zrejmé, že bielkoviny sú viac ako len dôležitá zložka potravy. Detajlnejší rozbor si žiada štruktúrna, enzýmová, pohybová, regulačná a nutričná funkcia proteínov.

Nutričná funkcia bielkovín

Bielkoviny, ktoré prijímame v potrave, bez ohľadu na to, či pochádzajú zo živočíšnych alebo rastlinných zrdojov obsahujú aminokyseliny. Aminokyseliny sú základné stavebné jednotky bielkovín. V potrave prijaté bielkoviny nie sú využívané v nezmenenom stave, ale prechádzajú výraznými premenami. Proces trávenia bielkovín je možné v skratke vysvetliť ako reťaz za sebou nasledujúcich procesov.

Na začiatku tráviaceho reťazca sa potrava spracuje v ústach. Tu sa bielkoviny netrávia, potrava sa len mechanicky spracuje žuvaním. Upravené sústo putuje do žalúdka. V žalúdku pôsobením kyseliny chlorovodíkovej a pepsínu dochádza k prvému ozajstnému tráveniu bielkovín. Veľká molekula bielkoviny sa štiepi na menšie časti, tzv. peptidy. Tie pokračujú ďalej, do tenkého čreva, kde sa väčšie peptidy štiepia na menšie. Nakoniec z dlhých peptidových reťazcov zložených z niekoľkých desiatok až stoviek aminokyselín zostanú samostatné aminokyselinové jednotky, ktoré sú vstrebávané do krvi. Krvou sa aminokyseliny dostávajú do pečene, kde sa rozhoduje o ich ďaľšom osude.

Väčšina aminokyselín sa v konečnom dôsledku použije na syntézu telu vlastných bielkovín, ktoré následne plnia jednu z vyššie uvedených funkcií. Bielkoviny môžu byť využité aj iným spôsobom. Najčastejšie ide o využitie bielkovín ako zdroja energie. Využívanie bielkovín na tento účel je pre telo nevýhodné. Táto situácia nenastáva zriedkavo, spomeňme len hladovanie, počas ktorého organizmus siaha po alternatívnych zdrojoch energie, teda aj po bielkovinách. Využitie bielkovín ako zdroja energie umožňujú glukogénne aminokyseliny v nich obsiahnuté.

Štruktúrna funkcia bielkovín

Aminokyseliny sa krvou dostávajú do jednotlivých buniek tela a v týchto sa využijú na syntézu takých bielkovín, ktoré bunka potrebuje pre svoj život a plnenie naprogramovaných funkcií. Mnohé bielkoviny sú využívané na stavebné účely a stávajú sa integrálnou súčasťou štruktúry buniek a tkanív. Medzi štruktúrne bielkoviny patria glykoproteíny, kolagén, elastín a ďaľšie intracelulárne a extracelulárne uložené proteíny.

Pohybová funkcia bielkovín

Bielkoviny aktín a myozín sú tzv. kontraktilné bielkoviny. Sú zapojené do procesu svalovej kontrakcie. Tento proces je možné vysvetliť tak, že po zložitých dejoch, na ktorých sa zúčastňuje nervový stimulus, vápník a energia vo forme ATP sa aktín a myozín kĺžu po sebe, čo vedie ku skráteniu svalového vlákna. Svalové vlákno je teda tvorené, popri iných stavebných zložkách, kontraktilnými bielkovinami.

Svalová hypertrofia a bielkoviny

Hypertrofia je adaptačným procesom, ktorým svalové vlákna reagujú na preťaženie. Ak pravidelne namáhame svaly určitým stupňom zaťaženia, sval na takúto námahu reaguje a zväčší svoj objem. Dnes nemôžeme jednoznačne povedať, do akej miery je zväčšenie svalového objemu výsledkom zhrubnutia svalových vlákien alebo ich zmnoženia. Niet pochýb o tom, že svalové vlákna zhrubnú, úloha rozmnoženia svalových buniek zostáva otvorená. Svalový rast je syntetický proces, presnejšie proteosyntetický proces, ktorý vyžaduje prísun aminokyselín. Z aminokyselín sa tvoria bielkoviny, vytvorené bielkoviny sa integrujú do štruktúry svalových vlákien, čím tieto zväčšujú svoj priemer.

Enzymatická a regulačná funkcia bielkovín

Enzymatickú funkciu bielkovín zabezpečujú enzýmy. Chemické procesy v bunkách sú komponované tak, že pre ich priebeh je potrebná prítomnosť katalyzátora, faktora, ktorý rozhoduje o smere chemického procesu. Typickú enzymatickú funkciu plní skupina tráviacich enzýmov, ktoré štiepia vyššie rady makromolekúl na solitárne jednotky. Bielkoviny sú súčasťou aj viacerých hormónov. Tieto látky sú súčasťou regulačného systému, ktorý spolu s nervovou sústavou riadi procesy v celom tele. Vysvetlenie mechanizmu funkcie hormonálnej sústavy presahuje rámec tohoto článku.