Fyziológia metabolizmu proteínov

Tí z vás, ktorí to s cvičením myslia naozaj vážne a chcú na budúce leto doslova šokovať svoje telo novým rozmerom, nahliadnite s nami pod pokrievku správnej výživy. V novom seriáli na našej stránke sa pozrieme na stravu športovca trochu podrobnejšie, než sa píše v bežných článkoch. V prvej sérii článkov sa budeme venovať hlavným zložkám výživy, ich zloženiu a vplyvu na organizmus, odporúčaným množstvám, tráveniu, vstrebávaniu atď.

Bielkoviny - základné stavebné kamene organizmu

Bielkoviny sú jednou z hlavných makroživín v našej strave, preto ich nemožno nahradiť. Telové bielkoviny sa neustále degradujú (rozkladajú) a re-syntetizujú (vytvárajú), preto je ich dostatočný príjem (nielen v kulturistike) nevyhnutný. V prípade kostrového svalstva je polčas rozpadu (rozpadu aj obnovy) rádovo v mesiacoch, v prípade plazmatických bielkovín a črevných buniek rádovo v hodinách až týždňoch. V ľudskom tele, tkanivách, orgánoch prebieha neustále rad chemických reakcií, čo označujeme ako metabolizmus - látková premena, čo zahŕňa celý súbor dejov a reakcií, ktoré prebiehajú v živých organizmoch a zahrňujú premenu látok a energie.

Molekuly proteínov vytvárajú niektoré enzýmy a hormóny a slúžia ako dôležité regulátory v ľudskom tele. Proteíny sú nevyhnutné pre rast svalov a udržanie svalovej hmoty. Zvýšením príjmu bielkovín popri posilňovacom tréningu možno podporiť rast svalovej hmoty. V ľudskom organizme prebieha neustále tok bielkovín. Svalové tkanivá sa priebežne regenerujú a obmieňajú sa. V prípade, ak neprijímate dostatočné množstvo bielkovín, svalstvo sa nedokáže obnovovať a váš organizmus ho zredukuje. U osôb vykonávajúcich posilňovací tréning sa musí v dôsledku intenzívneho zaťaženia regenerovať väčšie množstvo svalových tkanív.

Bielkoviny sú hlavnými stavebnými prvkami tela. Používajú sa na tvorbu svalov, šliach, tkanív, orgánov a kože. Rovnako dôležité sú pri tvorbe enzýmov, hormónov, neurotransmiterov a rôznych malých molekúl, ktoré sa používajú na zabezpečenie dôležitých telesných funkcií.

Základnou stavebnou jednotkou bielkovín sú aminokyseliny (AMK), tie sú navzájom spojené peptidovou väzbou. V našom tele sa nachádza 20 základných AMK. Ako jediné sa môžu použiť na syntézu (opätovnú tvorbu) bielkovín a pri určitej energetickej rovnováhe na tvorbu sacharidov a tukov. Slúžia tiež ako základ pre tvorbu mnohých dôležitých látok, napríklad: adrenalínu, serotonínu, kreatínu, karnitínu, hormónov štítnej žľazy...

Bielkoviny sú hlavnou súčasťou buniek, uplatňujú sa ako enzýmy, hormóny, patrí medzi ne hemoglobín a pod. Pre život organizmu sú nevyhnutné. V krvi je stále určitá hladina aminokyselín (z potravy a z telových bielkovín). Aminokyseliny môžu byť aj zdrojom energie.

Proteíny (bielkoviny) sú základné stavebné kamene nášho organizmu. Slovo „proteín“ pochádza z gréčtiny a znamená „prvoradý význam“. Bielkoviny tvoria takmer tri štvrtiny všetkých pevných látok v ľudskom tele, a približne 20% telesnej hmoty, čo je po vode najviac. Sú nevyhnutné pre rast, obnovu, správne fungovanie a štruktúru všetkých živých buniek.

Z chemického hľadiska ide o kopolyméry (kombinované polyméry) z monomerných jednotiek L-α-aminokyselín spojených peptidovými väzbami. Lineárny reťazec aminokyselín sa nazýva polypeptid, pričom každá bielkovina obsahuje minimálne jeden polypeptid. Menšie peptidy, obsahujúce do 50 aminokyselín, sú málokedy považované za proteíny a nazývajú sa skôr peptidy alebo polypeptidy.

Klasifikácia bielkovín

Bielkoviny možno klasifikovať podľa rôznych kritérií:

Podľa rozpustnosti:

• Albumíny - rozpustné vo vode
• Globulíny - nerozpustné vo vode

Podľa komponentov:

• Jednoduché proteíny - sú zložené len z aminokyselín.
• Zložené proteidy - obsahujú aj nebielkovinovú zložku:
  • Nukleoproteidy - obsahujú zložku nukleovej kyseliny.
  • Glykoproteidy - majú v molekule polysacharid.
  • Fosfoproteidy - v molekule majú viazanú fosfoskupinu.
  • Lipoproteidy - nebielkovinovou zložkou sú lipidy (napr. LDL, HDL).
  • Metaloproteidy - obsahujú v molekule ión kovu (ako napr. bielkovina feritín obsahuje železo).
  • Chromoproteidy - spôsobuje výrazné sfarbenie molekuly (ako napr. hemoglobín obsahuje hem).

Podľa tvaru:

• Globulárne bielkoviny/proteíny (guľovité bielkoviny/proteíny, sféroproteíny) - majú guľovitý tvar, väčšinou sú rozpustné vo vode a zriedených soľných roztokoch; patria sem najmä enzýmy a albumíny, globulíny, históny, protamíny, glutelíny a prolamíny.
• Fibrilárne bielkoviny/proteíny (vláknité bielkoviny/proteíny, skleroproteíny, štruktúrne bielkoviny/proteíny) - majú vláknitý tvar, nikdy nie sú rozpustné vo vode a zriedených soľných roztokoch; patria sem: kolagény, keratíny, elastíny a iné.

Metabolizmus bielkovín: Syntéza a degradácia

V ľudskom tele prebieha neustále proces metabolizmu, ktorý zahŕňa premenu látok a energie. Tento proces sa delí na dva základné smery: anabolizmus a katabolizmus.

Katabolizmus

Katabolizmus je metabolický proces, pri ktorom sa zložité molekuly ako cukry, tuky a bielkoviny štiepia na jednoduchšie molekuly. Pri štiepení bielkovín na aminokyseliny sa odštepuje aminoskupina vo forme toxického amoniaku (NH3). Amoniak vstupuje do ornitínového cyklu a mení sa na močovinu, ktorá sa vylučuje močom. Pri oxidácii bielkovín (rozklade na energiu) vznikajú katabolické produkty, ktoré sa musia z tela vylúčiť vo forme močoviny.

Štiepenie zložitých látok na jednoduché prebieha za prítomnosti kyslíka. Živočíšny organizmus oxiduje sacharidy, tuky a bielkoviny a uvoľňuje tak energiu potrebnú na životné deje. Konečnými splodinami sú oxid uhličitý a voda. Tieto deje označujeme ako katabolizmus. Uvoľnená energia sa neukladá priamo, ale prenáša sa na zlúčeniny s makroergickými fosfátovými väzbami, ktoré ju môžu následne využiť na výstavbu živej hmoty a na činnosť.

Anabolizmus

Anabolizmus označuje procesy, pri ktorých sa z jednoduchších látok tvoria nové, telu vlastné zložité látky. Pri každej syntéze sa spotrebúva energia. Anabolizmus je metabolizmus spojený s tvorbou nových organických látok a tvorbou štruktúr. Anabolizmus využíva energiu získanú chemosyntézou alebo katabolizmom na tvorbu - syntézu zložitejších biomolekúl, ktoré zabezpečujú štrukturálnu podstatu a funkciu živých organizmov.

V dospelom zdravom organizme sú anabolické a katabolické deje v rovnováhe. V období rastu sú zvýšené anabolické deje a potreba energie stúpa.

Kvalita a typy bielkovín

Dôležité je nielen množstvo prijatých bielkovín, ale aj ich kvalita. Kvalita zdroja bielkovín závisí od profilu aminokyselín. Najlepšie zdroje bielkovín obsahujú všetky esenciálne aminokyseliny v pomere vhodnom pre človeka.

Esenciálne a neesenciálne aminokyseliny

Z 20 základných aminokyselín si telo dokáže vyrobiť samo niektoré, zatiaľ čo iné musí získať zo stravy. Tie, ktoré si telo nedokáže samo vytvoriť, nazývame esenciálne (nepostrádateľné) aminokyseliny. Ich nedostatok v strave môže znemožniť správnu syntézu bielkovín.

Kompletné a nekompletné bielkoviny

• Kompletné bielkoviny - obsahujú všetky esenciálne aminokyseliny v správnom pomere. Sú to najhodnotnejšie bielkoviny s vysokou biologickou hodnotou. Živočíšne zdroje (mäso, mlieko, vajcia, ryby) sú typickými zdrojmi kompletných bielkovín. Z rastlinných zdrojov sú to napríklad sójové bôby.
• Nekompletné bielkoviny - neobsahujú jednu alebo viac esenciálnych aminokyselín. Tieto bielkoviny pochádzajú väčšinou z rastlinnej ríše (obilniny, strukoviny, orechy, semená).

Z tohto hľadiska sú živočíšne bielkoviny logicky lepšie ako rastlinné bielkoviny, pretože živočíšne svalové tkanivá sú veľmi podobné ľudským. Pre vegetariánov je preto náročnejšia úloha splniť príjem bielkovín a zabezpečiť dostatok všetkých esenciálnych aminokyselín.

Odporúčaný denný príjem bielkovín

Názory na príjem bielkovín sa u jednotlivých športovcov aj odborníkov výrazne líšia. Fyziologické minimum potrebné na udržanie života človeka je 0,5 g/kg (dlhodobo). Optimálne množstvo pre neaktívneho človeka je však 0,8 g/kg za predpokladu kvalitného zdroja bielkovín a úplne zdravého jedinca. Toto množstvo zodpovedá (malo by zodpovedať) 12-15 % energetického príjmu.

Mimo fyzickej záťaže existujú aj obdobia so zvýšenými nárokmi na príjem kvalitných bielkovín. Medzi tieto stavy patrí najmä zotavovanie sa po operáciách, choroby, tehotenstvo a dojčenie (1,5-2 g/kg), obdobia rastu (t. j.: detstvo a nárast svalovej hmoty) a v neposlednom rade v obdobiach zvýšenej fyzickej záťaže.

• U vytrvalostných športovcov sa tieto hodnoty pohybujú v rozmedzí 1,2-1,4 g/kg (pri vysokom tréningovom objeme až 1,6 g/kg/deň).
• Pre kulturistov sa vo všeobecnosti odporúča prijať 2 až 3 gramy bielkovín na 1 kg telesnej hmotnosti.
• Ďalším dobrým pravidlom je zabezpečiť, aby 20 až 30 % z vášho denného kalorického príjmu pochádzalo z bielkovín.

Odporúčaná denná dávka pre dospelých je približne 0,8 gramu bielkovín na kilogram telesnej hmotnosti. Pre 90 kg jedinca to znamená príjem 72 gramov bielkovín denne. Tvrdo trénujúci športovci a tí, ktorí chcú nabrať svaly, by mali konzumovať minimálne dvojnásobok odporúčanej dennej dávky.

Pri posudzovaní potreby výživy nemožno brať do úvahy len množstvo, ale treba dbať na to, aby zloženie potravy bolo správne. Pomer živín v potrave kolíše a je ovplyvnený osobnými, rodinnými a národnými zvykmi.

Deti majú dostávať 3-4 g / 1 kg hmotnosti tela.

Nedostatočný a nadmerný príjem bielkovín

V prípade kostrového svalstva je polčas rozpadu (rozpadu aj obnovy) rádovo v mesiacoch, v prípade plazmatických bielkovín a črevných buniek rádovo v hodinách až týždňoch. Nie sme však dokonalí a neomylní, preto môže dôjsť k neprimeranému príjmu bielkovín. Myslíme tým nedostatočný aj nadmerný príjem.

• Nedostatočný príjem môže mať za následok zastavenie rastu, zhoršenie imunity, pomalé hojenie alebo poškodenie orgánov. Rozlišuje sa tzv. primárny nedostatočný príjem (spôsobený nedostatkom bielkovín v strave) a sekundárny príjem, ktorý je spôsobený nesprávnym ochorením pečene, obličiek alebo iným ochorením. V prípade nedostatku bielkovín si telo zoberie potrebné proteíny zo svalov a vnútorných orgánov.
• Nadbytočný príjem (pomerne častý vo vyspelých krajinách) predstavuje z dlhodobého hľadiska významné zdravotné riziko. Prehnané prijímanie bielkovín nie je tiež správne. Na rozdiel od tukov a sacharidov totiž telo nevie uložiť bielkoviny do zásoby. Musí sa ich preto pracne zbavovať, alebo ich premieňať na tuky, či cukry. Tento stav telo veľmi zaťažuje a dochádza k zníženiu výkonnosti, spomaleniu rastu svalov a k zvýšeniu hustoty krvi. Nadbytok proteínov zvyšuje nároky na obličky a dostatok tekutín v tele.

Biologická hodnota bielkovín

Ďalším a nezanedbateľným pohľadom na bielkoviny je ich biologická hodnota (BV). Tá je rozhodujúcim faktorom pri porovnávaní kvality bielkovín. BH nám hovorí, koľko telesných (endogénnych) bielkovín sa môže vytvoriť zo 100 g bielkovín prijatých z potravy. Udáva sa v % a vo všeobecnosti je BH živočíšnych bielkovín vyššia ako BH rastlinných bielkovín.

U živočíšnych bielkovín sú tieto hodnoty vyššie ako u rastlinných bielkovín. Ako referenčná hodnota pre biologickú hodnotu bielkovín boli zvolené celé vajcia, ktoré dostali biologickú hodnotu 100. Táto hodnota sa používa pre porovnanie jednotlivých proteínov navzájom, a udáva percentuálny podiel bielkoviny prijatej stravou, ktorá sa môže premeniť na bielkovinu potrebnú pre ľudský organizmus (príklad: biologická hodnota mlieka je 91, čo znamená, že v 100 g mliečnej bielkoviny sa nachádza 91 g bielkoviny, ktorú je telo schopné prijať).

Čím sa zloženie bielkovín z aminokyselín viac podobá zloženiu ľudských bielkovín, tým je ich biologická hodnota vyššia, a zároveň je aj ich vstrebatelnosť vyššia.

Výživová funkcia bielkovín

Bielkoviny obsahujú 17 kJ/g, takže sú pre naše telo využiteľné ako zdroj energie. Je to však v značnej nevýhode kvôli vysokému termickému efektu metabolizmu bielkovín (30 % energie spotrebovanej len na metabolizmus). Pri mobilizácii tukových zásob je tiež potrebný dostatočný príjem kvalitných proteínov. Potraviny bohaté na bielkoviny majú termogénne účinky, pretože ich trávenie si vyžaduje spotrebu väčšieho množstva energie. K tráveniu bielkovín musí organizmus pracovať o 30% viac, než je to pri sacharidoch alebo tukoch.

Dusíková bilancia

Primeranosť prísunu bielkovín možno merať pomocou tzv. dusíkovej bilancie. Ide o hlavný ukazovateľ metabolizmu bielkovín (katabolizmu/anabolizmu). Zjednodušene povedané, ide o rozdiel medzi dusíkom prijatým potravou (dusík je súčasťou samotných bielkovín) a dusíkom vylúčeným z tela.

Dusíková bilancia je v rovnováhe ak množstvo vylúčeného dusíka je rovnaké ako množstvo prijatého dusíka.

• Vyrovnaná dusíková bilancia = pomer medzi prijatým a vylúčeným dusíkom je v rovnováhe.
• Pozitívna dusíková bilancia = ak sa do organizmu prijíma väčšie množstvo dusíka ako množstvo dusíka, ktoré sa z organizmu vylúči, napríklad keď organizmus rastie - aminokyseliny, ktoré prijíma organizmus použije na výstavbu nových tkanív. K rastu svalovej hmoty a k regenerácii organizmu je potrebná pozitívna dusíková rovnováha.
• Negatívna dusíková bilancia = ak sa z organizmu vylučuje väčšie množstvo dusíka ako množstvo dusíka, ktoré sa do organizmu dostáva, napríklad v starobe, v období závažného ochorenia - odbúravanie tkanív.

Priebežné dopĺňanie bielkovín zabezpečuje pozitívnu dusíkovú bilanciu, ktorej výsledkom je regenerácia svalstva.

Zdroje bielkovín

Skôr ako siahneme po proteínových doplnkoch, mali by sme vedieť, aký by mal byť náš denný príjem bielkovín. Keďže si musíme uvedomiť, že pre človeka, ktorý váži do 80 kg, by malo byť primárne získavať bielkoviny z bežnej stravy a nie z proteínových doplnkov.

Živočíšne zdroje

• Mäso
• Mlieko a mliečne výrobky
• Vajcia
• Ryby

Rastlinné zdroje

• Sójové bôby
• Strukoviny
• Obilniny
• Orechy a semená

Proteínové doplnky

Ak nie sme schopní doplniť svoj denný príjem bielkovín z bežnej stravy, môžeme si vybrať z rôznych proteínových doplnkov. Proteínové nápoje sú vynikajúcimi zdrojmi bielkovín. Nie je potrebné ich variť, piecť, neobsahujú žiadne zbytočné živiny, a preto sa veľmi rýchlo vstrebávajú. Rýchle doplnenie aminokyselín po tréningu je obzvlášť dôležité. Sú veľmi účinným a ekonomickým riešením.

Typy srvátkových proteínov

Srvátka tvorí približne 20% obsahu mliečnej bielkoviny. Je vedľajším produktom pri výrobe syra. V súčasnosti je v kruhu športovcov najpopulárnejším bielkovinovým zdrojom.

• Srvátkový koncentrát je vyrobený zo sladkej mliekarenskej srvátky. Má jednoduchší proces výroby a jeho zhotovenie si vyžaduje kratší čas než je to pri srvátkovom izoláte. Je výborným zdrojom rozvetvených aminokyselín (BCAA).
• Srvátkový izolát je najčistejšia forma srvátkového proteínu. Vyznačuje sa vyšším obsahom kvalitnej bielkoviny a vyššou biologickou hodnotou ako srvátkový koncentrát. Je prakticky bez tuku a laktózy. Je výborne stráviteľný a má dobrú chuť. V diéte je najlepšou voľbou.
• Srvátkový hydrolyzovaný proteín je čiastočne predtrávená srvátková bielkovina tak, aby bola lepšie stráviteľná pre ľudský zažívací trakt. Proteínové molekuly sú rozdelené na menšie skupiny - peptidy.

Zmes srvátkových bielkovín obsahuje srvátkový izolát aj koncentrát.

Iné typy proteínových doplnkov

• Kazeín tvorí 80% mliečnej bielkoviny. Je bielkovinovým zdrojom s pomalou využiteľnosťou. Práve pre tieto vlastnosti ho s obľubou využívajú v objemovej fáze.
• Sušená mliečna bielkovina - získaná z mlieka odstránením sacharidov a tuku.
• Vaječná bielkovina (albumín) - obľúbená vďaka vysokému obsahu esenciálnych a neesenciálnych aminokyselín a nižšiemu obsahu cholesterolu.
• Hovädzí proteín - vyrába sa z hovädzieho mäsa odfiltrovaním prebytočného tuku a cholesterolu po hydrolýze.
• Sójový proteín - je vyrábaný extrakciou sójovej múky. Je bohatý na rozvetvené aminokyseliny (BCAA), glutamín a arginín, ale nie je tak účinný ako bielkoviny živočíšneho pôvodu.
• Pšeničná bielkovina - zdravá a prirodzená alternatíva pre vegánov.
• Ryžový proteín - získava sa filtrovaním proteínu a vlákniny z ryže.

Načasovanie príjmu bielkovín

Pre dosiahnutie čo najlepších výsledkov je veľmi dôležité načasovanie príjmu bielkovín. Nie je dôležité len nájsť si pre seba najchutnejší a najlepší zdroj bielkovín.

• Ráno, ihneď po prebudení: organizmus je vyhladovaný a potrebuje prijať rýchlo stráviteľný zdroj bielkovín pre zaistenie pozitívnej dusíkovej rovnováhy. Najlepšou voľbou je bielkovinový nápoj s pomaly a rýchlo využiteľnými zdrojmi proteínov, napr. srvátkový proteín v kombinácii s jedlom, alebo proteín, ktorý je mixom srvátky a kazeínu.
• Po tréningu: je to najdôležitejší čas pre konzumáciu proteínového nápoja. V tomto čase je vhodné pre organizmus dodať k naštartovaniu anabolických procesov zdroj bielkovín s rýchlou využiteľnosťou (srvátka). Takzvané anabolické okno je otvorené maximálne hodinu po tréningu. Je to obdobie, kedy organizmus obzvlášť účinne využíva potrebné aminokyseliny pre regeneráciu.
• Večer pred spánkom: nakoľko počas spánku nebudeme prijímať žiadny zdroj bielkovín, je vhodná pre zabezpečenie pozitívnej dusíkovej bilancie konzumácia bielkoviny s pomalou využiteľnosťou.

Kulturisti a športovci silových disciplín konzumujú denne 5-8 menších jedál. Príprava takého množstva jedál je časovo veľmi náročná v porovnaní s prípravou proteínového nápoja, ktorý možno v šejkri vymiešať s vodou alebo mliekom behom chvíľky. Navyše proteínový nápoj nevyžaduje žiadne špeciálne uskladnenie a môžeme si ho zobrať kdekoľvek so sebou a vypiť ho vtedy, keď ho naše telo práve potrebuje.

Význam bielkovín pri diéte

Užívanie proteínov počas diéty má dôležitý význam. Potraviny bohaté na bielkoviny majú termogénne účinky, pretože ich trávenie si vyžaduje spotrebu väčšieho množstva energie. K tráveniu bielkovín musí organizmus pracovať o 30% viac, než je to pri sacharidoch alebo tukoch. K mobilizácii tukových zásob je tiež potrebný dostatočný príjem kvalitných proteínov.

K mobilizácii tukových zásob je tiež potrebný dostatočný príjem kvalitných proteínov.

Názor popredných kulturistov

Názory na príjem bielkovín sa u jednotlivých kulturistov veľmi líšia. Niektorí budú tvrdiť, že príjem nad 1,5 g/kg je zdraviu nebezpečný, zatiaľ čo iní zblednú hrôzou (alebo aspoň katabolizmom) pri pomyslení na príjem pod 3 g/kg. Uvádzam tu lekársku a zväčša športovú verziu príjmu, ktorá sa vôbec nemusí zhodovať s vašou vlastnou alebo osvojenou praxou.

„Optimálne množstvo neexistuje. Je to veľmi individuálne.“

„Vážim 150 kg a môj príjem bielkovín je 2 g na 1 kg hmotnosti, čo je približne 300 kg denne.“

Dúfam, že tento článok poslúžil na prehĺbenie vašich vedomostí, a ak vás aspoň na chvíľu priviedla k zamysleniu sa nad príjmom bielkovín a stravou, splnila svoj účel.

tags: #fyziologia #metabolizmus #proteinov