Bílkoviny

26.8.2017

Bílkoviny jsou základní stavební strukturou všech buněk, jsou součástí regulačních mechanismů (enzymů, hormonů), zajišťují obranyschopnost organismu (protilátky) a slouží také jako nouzový zdroj energie při dlouhodobém hladovění (Rokyta).

Hrají ve stravě zcela nenahraditelnou roli, protože bílkovina svalu se může vytvořit opět pouze z bílkoviny přijaté do organismu z vnějšího prostředí potravou. Tvoří 12,0 až 18,0 % tělesné hmotnosti člověka. Bílkovinná hmota je nezbytná k výstavbě a obnově tkání. U dospělého člověka se denně obnoví 3,0 až 4,0 g bílkovin na 1 kilogram tělesné hmotnosti. U dětí po porodu je to asi 10,0 g na 1 kilogram tělesné hmotnosti. Aby byla pro lidský organismus bílkovina využita, musí dojít nejprve k procesu trávení, při kterém se přijaté bílkoviny rozloží v trávicím ústrojí působením enzymů na aminokyseliny (Blatná, Dostálová, Perlín, & Tláskal).

Bílkoviny jsou také pro náš organismus hlavním zdrojem dusíku a v souvislosti s metabolismem bílkovin je důležité znát pojem dusíková bilance, která je ukazatelem stupně metabolismu bílkovin.

Dusíková bilance je rozdíl mezi celkovým množstvím dusíku přijatého v potravě (proteiny jsou v potravě jediné látky obsahující dusík) a množstvím vyloučeného dusíku. Pozitivní dusíková bilance se vyznačuje, příjmem většího množství dusíku do organismu, než jeho vylučováním (přijímá tedy více proteinů a zabudovává je v těle). Děje se tak například v období růstu nebo při rekonvalescenci. Velký příjem dusíku bílkovinou do organismu se projeví zvýšeným vylučováním dusíku ve formě močoviny močí. Pokud tedy přijímáme po delší dobu (po několik dnů) vysoké množství bílkovin, může být organismus dusíkem přesycen a poškozován. Negativní dusíková bilance znamená větší výdej dusíku, než jeho příjem a je dána zvýšeným odbouráváním vlastních bílkovin organismu a nastává při nedostatečném příjmu, při poruše metabolismu nebo při nedostatečném vstřebávání bílkovin, případně při absenci třeba jen jediné aminokyseliny (Rokyta).

Důležité je také znát optimální množství bílkovin, které bychom měli za den přijmout do organismu, aby byl náš organismus bílkovinami zásobený optimálně a byla tak udržena rovnovážná dusíková bilance, protože naše zdraví poškozuje jak nedostatek bílkovin, tak i velký nadbytek.

V dřívějších dobách se doporučené dávky bílkovin do organismu pohybovaly mezi 1,0 až 2,5 g na jeden kilogram tělesné hmotnosti za den (Fořt, Jirka, Marková, & Bendová).

Minimální nutný příjem bílkovin se prezentuje od 0,5 g na jeden kg tělesné hmotnosti za den za předpokladu malé fyzické zátěže. V energeticky náročných podmínkách, by pak denní příjem bílkovin měl být 0,9 až 1,0 g na jeden kg tělesné hmotnosti za den, ve vývoji a v těhotenství se potřeba bílkovin zvyšuje na 1,5 až 2,0 g na jeden kg tělesné hmotnosti za den (Rokyta).

Nadměrné množství bílkovin ve stravě vede v organismu k některým změnám funkcí jednotlivých orgánů. Čím déle je do organismu přijímáno velké množství bílkovin, tím více může být organismus poškozen.

Bílkoviny totiž mají při svém zpracování poměrně vysoký specificko-dynamický efekt (dříve se uvádělo okolo 20,0 %, což je později upraveno na 30,0 %). To znamená, že příliš vysoký příjem bílkovin do organismu se projeví zvýšeným množstvím spotřeby energie na jejich zpracování, což organismus více zatěžuje a vyčerpává. Vysoký příjmem bílkovin do organismu se často objevuje v kulturistických časopisech, při doporučeních, jak nabírat svalovou hmotu. V těchto časopisech je často doporučován příjem bílkovin nad 3,0 g na jeden kilogram tělesné hmotnosti, ovšem takto vysoký příjem bílkovin v kombinaci s fyzickým zatížením může vést k dehydrataci organismu a vzniku nežádoucích dusíkatých katabolitů (např. močoviny, kyseliny močové a kreatininu). Při nadměrném příjmu bílkovin do organismu může dojít i k „hnilobné dyspepsii“, kdy ve střevech nahromaděné nestrávené bílkoviny v důsledku činnosti bakterií zahnívají (Fořt, Jirka, Marková, & Bendová).

Poškození organismu hrozí také při nedostatečném příjmu bílkovin, neboť dochází k poklesu výkonu člověka vlivem devastace svalové hmoty. Proto bychom si měli hlídat skladbu našeho jídelníčku, aby byl optimální příjem bílkovin zajištěn.

Potřeba bílkovin se rapidně nezvyšuje ani při větším fyzickém zatížení (pravidelný trénink, těžká práce), jak je mylně prezentováno u mnoha výživových doporučení pro sportující. Dřívější experimenty ukázaly, že zvýšení příjmu bílkovin o 50,0 % nad doporučenou denní dávku pro těžce pracující zvýšilo jejich pracovní výkon, ale další zvyšování příjmu bílkovin bylo pro organismus neekonomické (Fořt, Jirka, Marková, & Bendová).

Novější experimenty ukázaly, že stačí zvýšit příjem bílkovin do organismu o 25,0 % nad doporučenou denní dávku bílkovin a výkon organismu rapidně stoupá, ovšem větší příjem bílkovin je pro člověka ze zdravotního i výkonného hlediska nežádoucí (Stratil).

Pokud si nebudeme hlídat denní množství přijímaných bílkovin, může docházet při konzumaci nadměrného množství dalším zdravotním komplikacím, jako je vzestup krevního tlaku (zvýšený onkotický tlak bílkovin „nasává do cév vodu z intersticia – vmezeřená tkáň, kterou tvoří řídké pojivo tkání a orgánů, v němž probíhají cévy a nervy) – to vede ke zvýšené glomerulární filtraci v ledvinách (k tzv. tlakové diuréze), ale jsou také více zatěžována játra, kde dochází k přeměně živin. Nedostatečné množství bílkovin ve stravě má nejtěžší důsledky u dětí, vzhledem ke zvýšeným nárokům na nutričně bohatou a vyváženou výživu během růstu. Při relativně normálním příjmu energie hrazeného cukry, ale dlouhodobém nedostatečném množství bílkovin vzniká onemocnění kwarshiorkor. Hlavními příznaky tohoto onemocnění jsou otoky a svalová atrofie. Nedostatek bílkovin může také vzniknout nedostatečným vstřebáváním bílkovin v trávicím ústrojí (Rokyta).

V souvislosti s množstvím bílkovin bychom měli také vědět, jak je naše tělo využívá a kolik jich z přijatého množství spotřebuje. Ve smyslu příjmu a využití bílkovin mluvíme o tzv. biologické hodnotě bílkovin.

Biologická hodnota bílkovin pro růst vyjadřuje, kolik vznikne gramů bílkoviny lidské ze 100,0 g bílkoviny přijaté. Je určena poměrem jednotlivých aminokyselin a jejich dostupností pro organismus. Využití aminokyselin z bílkovin závisí na obsahu nejméně zastoupené esenciální aminokyseliny (Rubnerův zákon limitní aminokyseliny). Aminokyselina ve velkém nadbytku (více než čtyřnásobném) porušuje metabolismus ostatních aminokyselin (Wolfův zákon nadbytku esenciálních aminokyselin). Biologická hodnota hlavních potravin je tedy pro: vejce 92, hovězí maso 76, mléko – laktalalbumin 84, kasein 68, obiloviny 51, rostlinné bílkoviny průměrně 50 (Stratil).

Bílkoviny získáváme především ze zdrojů rostlinného a živočišného původu. Živočišné bílkoviny jsou často označované jako plnohodnotné, zatím co rostlinné bílkoviny jsou označovány jako neplnohodnotné, protože jim chybí dostatek jedné nebo více esenciálních aminokyselin. Toto tvrzení ale není zcela přesné.

U rostlinných bílkovin nejde většinou o nepřítomnost některé esenciální aminokyseliny, ale o její nižší obsah. Např. bílkovina pšenice, obsahuje sice méně aminokyseliny lysinu než bílkoviny živočišné, ale přesto množství dostatečné pro dospělého člověka. Rostoucí děti však mají potřebu lysinu vyšší než dospělí pro optimální růst a proto samotné potraviny rostlinného původu by dostatek lysinu nezajistili (Stratil).

Bílkoviny se v našem organismu vyskytují v mnoha podobách a jsou tvořeny aminokyselinami. Některé aminokyseliny si tělo dokáže vytvořit samo, jiné musí být do těla dodávány potravou. Aminokyseliny jsou molekuly obsahující vodík, uhlík, kyslík a dusík.

V jedné molekule bílkoviny se nejčastěji vyskytuje 20 až 22 základních aminokyselin, z nichž je 8 – 9 nezbytných (esenciálních), ty si tělo neumí samo vyrobit. Ostatní aminokyseliny se mohou vytvářet biochemickou přeměnou z jiných aminokyselin. Jednotlivé aminokyseliny jsou v molekule bílkoviny spojovány do řetězce jedna za druhou peptidickou vazbou. Při trávení jsou tyto vazby štěpeny trávícími enzymy a v tenkém střevě jsou jednotlivé aminokyseliny vstřebávány do krevního oběhu. Krví jsou rozváděny do celého těla a využívány pro syntézu tělních bílkovin a různých dusíkatých látek, které se neustále obměňují nebo spotřebovávají. Aminokyseliny jako doplňky výživy je nejlepší užívat na lačno nebo s odstupem od jídla. Pokud jsou kombinovány s jídlem, jejich vstřebatelnost se snižuje (Stratil).

Experimenty ukázaly, že zvláštní postavení mezi aminokyselinami mají větvené aminokyseliny (především valin, leucin a isoleucin). Tyto aminokyseliny chrání ostatní bílkoviny svalu před nadměrným rozpadem a to i v situacích dlouhodobého hladovění nebo dlouhodobého nedostatečného příjmu energie do organismu při dlouhodobých výkonech bez patřičné regenerace. Ukázalo se, že větvené aminokyseliny (obsažené v preparátech pod různými názvy – např. BCCA), umožňují urychlenou anabolizaci po výkonu, protože podléhají podobné regulaci jako jednoduchý cukr (glukosa). Po výkonu, kdy není možné organismu dodat dostatek bílkovin, které se špatně využívají a vyžadují na jejich zpracování mnoho energie, aby mohly být „vestavěny“ do tkání, jsou větvené aminokyseliny ideálním, rychle vstřebatelným zdrojem bílkovin pro ochranu svalové hmoty (Fořt).

V následujících řádcích si některé aminokyseliny rozebereme a přiblížíme si jejich funkce a zdroje (http://www.m-s.cz/aminokyseliny/):

1) Arginin

Arginin je aminokyselina nezbytná pro sportovce, kteří chtějí nabrat svalovou hmotu. Je to jedna z nejoblíbenějších a nejvíce používaných aminokyselin. Nejčastěji se používá ve směsi s ornithinem. Ornithin je neesenciální aminokyselina, ale má podobné účinky jako arginin. Arginin zlepšuje imunitu (stimuluje tvorbu lymfocytů – ochrana proti virům, baktériím a rakovinotvorným látkám), zvyšuje (spolu s ornithinem) hladinu růstového hormonu, zlepšuje léčbu popálenin (tvorba nové tkáně), ochraňuje játra před toxickými vlivy, zlepšuje mužskou plodnost. Jeho nejvýznamnější schopnost je zvyšovat hladinu růstového hormonu. Arginin dále zlepšuje využití tuků na energii a tudíž snižování jejich množství, urychluje regeneraci apod. Negativní působení argininu se týká pouze velmi vysokých dávek, za zmínku stojí snad pouze zvýšení rizika vzniku oparů (pouze u osob, které na opary trpí). To se však nechá vyřešit příjmem další aminokyseliny – lysinu, který tvorbu oparů blokuje. Arginin je také výchozí látkou pro tvorbu kreatinu (zásobního zdroje energie pro svaly). V přirozené stravě je nejvíce argininu obsaženo v kuřecím a krůtím vývaru a v kaviáru. Větší množství je ho též v zeleném hrášku, vaječném bílku, burských oříškách a čokoládě, v malém množství se nachází také v obilovinách.

2) Alanin

Alanin je neesenciální aminokyselina, z níž lze vytvořit cukr (glukogenní aminokyselina). V případě vyčerpání energie ze zásob cukrů ve svalech (buď při dlouhém tréninku, nebo při nedostatečném doplnění sacharidů před tréninkem) dochází k použití alaninu jako zdroje energie, a to její přeměnou na glukózu. Souběžně s tím dochází i k zvýšenému využití aminokyseliny leucinu, kterého je potom nedostatek. Pokud jsou svaly naplněné cukry, tělo si dokáže alanin vyrobit samo.

3) Kyselina asparagová – asparagin

Kysenina asparagová je neesenciální aminokyselina, která má využití především jako „nosič“ draslíku a hořčíku a odstraňuje amoniak (čpavek), který je toxický pro mozek. Používá se jako prostředek při léčení syndromu chronické únavy. Kombinuje se s glutaminem a zesiluje jeho účinky, což podporuje odstraňování únavy a růstu svalů. Zdrojem asparaginu je především rostlinná strava, malé množství obsahují mandle, tresčí filety, tvaroh a kozí mléko.

4) Cystein

Cystein je aminokyselina neesenciální, obsahuje síru a je proto často označován jako aminokyselina detoxikující. Je velmi důležitou součástí tripeptidu, zvaného glutathion Glutathion je sloučenina tří aminokyselin a jedna z nejúčinnějších látek s preventivním protirakovinným působením. Cystein podporuje růst a kvalitu vlasů, působí na zpomalení vývoje aterosklerózy, snižuje stavy hypoglykémie (nízké hladiny cukru v krvi) a v kombinaci s vitamínem B5 ochraňuje klouby před artritidou. Jeho hlavními zdroji jsou vejce, maso a mléčné produkty.

5) Fenylalanin

Fenylalanin je aminokyselina esenciální, důležitá jako látka, která slouží k tvorbě neurotransmiterů (přenašečů nervového vzruchu). Fenylalanin zlepšuje paměť, odolnost vůči stresu, duševní a sexuální výkonnost, také uvolňuje hormony, které tlumí chuť k jídlu. Je ho možné použít i jako přirozené analgetikum (proti bolesti), nejlépe doplněný o vitamín B6. Zdrojem fenylalaninu je čokoláda a také je součástí umělého sladidla aspartamu. Zvýšené pozornosti musíme dbát při podávání fenylalaninu osobám s vysokým krevním tlakem, lidem s fenylketonurií a nemocným rakovinou (konkrétně maligním melanomem).

6) Kyselina glutamová – glutamin

Glutamin je aminokyselina neesenciální. Glutamin vzniká tak, že se na kyselinu glutamovou naváže amoniak. Kyselina glutamová je nezbytná v celkové přeměně látek, v činnosti mozku podobně jako asparagová (váže amoniak a účastní se tvorby vzruchů) a v imunitě. Kyselina glutamová může být užitečná u těch, kdo mají sníženou produkci žaludeční kyseliny solné. V kulturistice je v současnosti velice populární užívání glutaminu případně spolu s kyselinou aspartovou. Glutamin je nejčastěji zastoupenou aminokyselinou i ve svalech. Efekt po podávání glutaminu je podobný jako při užívání doplňkových preparátů kreatinu – svaly jsou plné, zvyšuje se silový výkon a dochází k nárůstu svalové hmoty. Poslední výzkumy ukazují, že pokud se glutamin přijme po lehké snídani v množství asi 2,0 g, dojde k několikanásobnému zvýšení hladiny růstového hormonu na poměrně dlouhou dobu. Ve stravě je kysenina glutamová zastoupena bohatě v obilovinách, nejvíce jí obsahuje pšenice (lepek – gluten), tvrdé sýry, hovězí a drůbeží maso, velké množství kyseliny glutamové se nachází i v kořeních – např. v sójové omáčce nebo polévkovém koření Glutasolu.

7) BCCA

BCAA je zkratkou pro větvené aminokyseliny, z nichž všechny patří mezi aminokyseliny esenciální. Uplatňují se všude tam, kde je třeba chránit vlastní bílkoviny organismu před devastací. Je zcela jednoznačně prokázáno, že mají anabolizující efekt na tkáně, ale nejen na svaly, ale i na játra. Jsou často používány, spolu se svými ketoanalogy (zbavené o aminoskupinu – o dusík) k léčbě jater a k léčbě uremiků (lidé s nedostatečnou funkcí ledvin). Využívají se i k léčbě některých forem nedostatečné funkce mozku, nebo i při Parkinsonově nemoci a amyotrofické laterární skleróze (Lou – Gehrig syndrom). Použití ketoanalogů větvených aminokyselin (BCAA) je prakticky nenahraditelné při stavu silného katabolismu v důsledku přehnaného tréninku a vytrvalostních zátěží, případně ve fázi vynechání cukrů při superkompenzační supersacharidové dietě. Větvené aminokyseliny (dále již jen BCAA) se nejrychlejší cestou dostávají do krevního oběhu, z krve pak přecházejí do svalových tkání tak rychle, že 3 hodiny po jejich konzumaci představují 90,0 % z podílu aminokyselin absorbovaných svaly. Jakmile se dostanou do svalů, asistují při syntéze jiných nezbytných aminokyselin nutných pro anabolické procesy v těle. BCAA (především leucin) stimulují produkci inzulínu a glukóza může být ihned využita. Inzulín mimo to vykonává úlohu podpory BCAA při uvádění ostatních aminokyselin do svalů. BCAA se nemetabolizují na úrovni jater jako ostatní aminokyseliny, ale na úrovni svalů. Nejvhodnější doba použití BCAA je 1 – 2 hodiny po tréninku. Spolu s BCAA je vhodné přijmout i vitamíny skupiny B. Pokud chcete použít BCAA jako nosiče energie, musíte je přijmout nejméně 0,5 – 1 hod před tréninkem. V tomto případě pak BCAA chrání svalovou hmotu před devastací.

8) Lysin

Lysin je esenciální aminokyselina. V případě vegetariánské stravy ho může tělo postrádat, neboť se v rostlinné stravě vyskytuje v malém množství (především v obilninách). Důsledkem nedostatku lysinu může být pokles imunity, anémie a nedostatek svalové hmoty. V přirozené stravě je velmi důležitý pro děti v růstu. Lysin je používán k léčbě viróz, především působí na viry Herpes (např. opar). V kombinaci s vitamínem C a aminokyselinou methioninem se podílejí na tvorbě karnitinu.

9) Metionin a taurin

Metionin je esenciální, taurin je semiesenciální, nutný především ve stravě dětí. Metionin je jednou z účinných látek ve směsích zvaných „spalovače tuků“ s cílem ochrany jater především před všemi toxickými látkami, včetně těžkých kovů. Metionin chybí v zelenině a luštěninách, je ho však dostatek v obilninách a semenech. Taurin je vytvářen ze dvou aminokyselin – z metioninu a z cysteinu. Samostatně lze taurin použít pro ochranu jater, včetně tvorby a metabolismu žluči. Je efektivní v metabolismu mozku, především v případě opakovaných křečových stavů (např. epilepsie). V kulturistice se taurin používá samostatně jako psychostimulant (zvyšovač výkonu) a dále jako součást tzv. matrix transportního systému – doplněk kreatinu o látky, které zvyšují jeho účinnost. Taurin také bývá součástí některých povzbuzujících nápojů. V přirozených zdrojích je ve větším množství obsažen v mase.

10) Tryptofan

Tryptofan je esenciální aminokyselina, dříve se používal jako samostatný doplněk proti bolestem. Předávkování větším množství (1,0 g a více) může poškodit játra a způsobit rakovinu žlučníku. Tryptofan se v těle nepřenáší volně jako většina ostatních aminokyselin, ale vázaný na albumin (bílkovinu krevní plazmy). Tryptofan obsažený v krevním oběhu se dostává do mozku, kde se za přítomnosti vitamínu B6 přemění na serotonin, který brání vzniku bolesti a tím zlepší usínání. Zdroji Tryptofanu jsou například krůtí maso, med, banán, mléko, mandle a ovesné vločky.

11) Tyrosin

Tyrosin je neesenciální aminokyselinou a stavebním kamenem důležitého hormonu štítné žlázy. Štítná žláza se podílí na regulaci metabolismu produkcí thyrodních hormonů trijodthyroninu a thyroxinu. Tyto hormony ovlivňují spotřebu kyslíku, rychlost látkové výměny, růst a vývoj. Tyrosin podporuje i činnost mozkových buněk a podílí se na přenosu nervových impulzů. Bohatými zdroji tyrosinu je maso (především libové hovězí) a také madle.

12) Karnitin

Karnitin je aminokyselina neesenciální, netvoří součást bílkovin, v organismu se může tvořit, ale mnohdy zcela nedostatečně. Dříve byl karnitin používán v klinické medicíně u kardiaků a lidí závislých na dialýze (s onemocněním ledvin). Karnitin má použití v případě nadměrné fyzické zátěže včetně sportu (velice vhodný pro rýsovací diety), vhodný pro podporu vytrvalostních výkonů, v případě obezity je vhodné jej kombinovat s fenylalaninem a „spalovači tuku“. Je také vhodný při oběhových potížích všeho druhu, při onkologických problémech (rakovina), při svalové dystrofii, při chronické únavě a při snížení sexuální výkonnosti. Karnitin je přítomen pouze v živočišných produktech, převážně v mase a částečně i v mléčných výrobcích.

Bílkoviny se právem řadí do hlavních složek potravin, stejně tak, jako sacharidy či tuky a společně tvoří nenahraditelné složky ve výživě člověka. Úplná absence bílkovin ve stravě může vést k nevratnému poškození organismu, ovšem dlouhodobý příjem nadbytečného množství může působit podobně. Je tedy důležité, aby naše strava obsahovala všechny složky potravin v optimálním poměru a naše zdraví bylo zachováno co nejdéle.