Bielkoviny - 2.r. Bc. PDF

Zložky výživy Kačmariková 2.r. Bc.  Zložky výživy ◼ Makronutrienty (hlavné živiny) - proteíny, lipidy, sacharidy - dodávajú organizmu energiu majú aj biologickú hodnotu ◼ Mikronutrienty (prídavné, doplňujúce živiny) - minerály, vitamíny - majú len biologickú hodno...

Zložky výživy Kačmariková 2.r. Bc.  Zložky výživy ◼ Makronutrienty (hlavné živiny) - proteíny, lipidy, sacharidy - dodávajú organizmu energiu majú aj biologickú hodnotu ◼ Mikronutrienty (prídavné, doplňujúce živiny) - minerály, vitamíny - majú len biologickú hodnotu ◼ Seminutrienty - vláknina potravy, fytochemikálie ◼ Voda ◼ Nenutričné zložky výživy – prebiotika, probiotika, symbiotika ◼ Potraviny sú požívateľné časti živočíšnych a rastlinných tiel, ďalej plody rastlín a produkty živočíchov ◼ Pochutiny požívatiny bez výživovej hodnoty (korenie, soľ, káva, čaj) neposkytujú žiadnu energiu svojou chuťou, vôňou stimulujú vylučovanie digestívnych štiav ◼ Nápoje sú tekutiny, utišujú smäd (mlieko, kakao - majú výživovú hodnotu a preto ich radíme k potravinám) ◼ Voda je základnou súčasťou všetkých potravín bezpodmienečne potrebná pre látkovú premenu človeka  Bielkoviny (proteíny) ◼ organické zlúčeniny uhlíka, kyslíka, vodíka, dusíka, síry, fosforu a železa ◼ základnou stavebnou zložkou bielkovín sú aminokyseliny (AK) ◼ 20 AK sa podieľa na tvorbe bielkovín – proteinogénne ◼ Od typu AK, z ktorých je bielkovina zložená závisí štruktúra aj funkcia bielkoviny. ◼ V molekule DNA je zapísaná informácia o poradí AK v polypeptidovom reťazci (bielkovine). Poradie AK v reťazci priamo ovplyvňuje ďalšie vlastnosti bielkoviny- funkciu a usporiadanie v priestore. Rozoznávame tieto typy štruktúry bielkovín: ◼ Primárna  ◼ Sekundárna štruktúra polypetpidový reťazec sa môže usporiadať ako: ◼ skladaný list usporiadanie polypeptidového reťazca pripomína poskladaný list papiera. ▪ závitnica - polypeptidový reťazec je usporiadaný ako závitnica ◼ Terciárna štruktúra: ◼ predstavuje zložité priestorové usporiadanie polypeptidového reťazca ◼ v rámci reťazca môže dochádzať k vzájomnému pôsobeniu aminokyselín, pričom sa medzi nimi vytvárajú slabé väzby ◼ takto sa priestorové usporiadanie molekuly stáva zložitejšie. ◼ Kvartérna štruktúra: ◼ ide o priestorové usporiadanie viacerých polypeptidových reťazcov, ktoré vytvárajú jednu bielkovinu, s charakteristickou funkciou. ◼ Hemoglobín 2xα 2xβ globíny každý globín obsahuje 1 hemovu skupinu s centrálnym Fe+2 iontom  AK rozdeľujeme ◼ Esenciálne – ľudský organizmus si ich nevie vytvoriť - leucín, izoleucín, valín, metionín, treonín, lyzín, fenylalanín, tryptofán ◼ semiesenciálne - arginín a histidín sú len v detskom veku esenciálne ich syntéza nie je dostatočná na podporu rastu ◼ Neesenciálne vznikajú v organizme z medziproduktov cukrov a lipidov (alanín, asparagín, kyselina asparágová, cysteín, glutamín, kyselina glutámová, glycín, prolín, serín, tyrozín)  Význam bielkovín ◼ majú podpornú a ochrannú funkciu - základ chrupaviek, svalov, kostí, kože, nechtov ◼ zúčastňujú sa na detoxikačných procesoch v organizme ako súčasť enzýmov ◼ majú význam pri viazaní a transporte vody ◼ umožňujú transport živín (hemoglobín, lipoproteíny) ◼ udržujú dusíkovú bilanciu organizmu v rovnováhe ◼ uplatňujú sa špecificky vo výžive mozgu ◼ slúžia na tvorbu vlastnej bielkoviny v bunke, ◼ slúžia na syntézu enzýmov, hormónov, protilátok, ◼ sú schopné prenášať zmyslové informácie (rhodopsín v sietnici oka) Bielkoviny podľa zloženia delíme na: ◼ jednoduché (zložené zo samých aminokyselín) ◼ zložené (obsahujú účinné zložky napr. kyselinu fosforečnú, molekuly cukru, pigment, lipidy) Z hľadiska výživového ◼ Plnohodnotné - 8 esenciálnych AK (vajcia, mlieko) ◼ Takmer plnohodnotné – niektoré esenciálne AK (mäso) ◼ Neplnohodnotné – väčšinou rastlinné bielkoviny (kolagén neobsahuje AK tryptofán) ◼ Bielkoviny podľa rozpustnosti delíme na:  rozpustné (plnia funkciu enzýmov a protilátok – globulárne – sféroproteíny napr. albumíny, globulíny)  nerozpustné (plnia stavebnú funkciu – fibrilárne- skleroproteíny napr. kolagén, keratín, fibroín) Denaturácia bielkovín ◼ Denaturácia je proces, ktorý je výsledkom pôsobenia fyzikálnych (teplota, tlak, ultrazvuk, žiarenie), chemických (soli, kyseliny, zásady) alebo mechanických (šľahanie bielka na sneh) faktorov. Najčastejšie dochádza k denaturácii pôsobením teploty. ◼ V potravinách s vyšším obsahom vody pri 40 až 100 °C a v potravinách s nízkym obsahom vody až do teploty 120 – 150 °C. ◼ Denaturáciou sa mení vysoko usporiadaná štruktúra bielkovín na menej usporiadanú. Primárna štruktúra zostáva zachovaná, mení sa však stav molekuly bielkoviny a jej biologická aktivita ◼ Globulárne bielkoviny sa rozvinú porušením vodíkových väzieb, pričom dĺžka reťazca zostáva zachovaná. Bielkovina sa stáva prístupnejšia pre tráviace enzýmy a je pre organizmus využiteľnejšia. ◼ Fibrilárne bielkoviny podliehajú denaturácii podstatne ťažšie, pretože majú veľmi pevné vodíkové väzby. K ich denaturácii dochádza až po niekoľkohodinovom záhreve vo vodnom prostredí (napr. kolagénové vlákna sa menia na želatínu). ◼ K denaturácii môže dochádzať aj pri nízkych teplotách od 0 do –15 °C. Pri zmrazovaní vznikajú veľké kryštáliky ľadu, ktoré porušujú fyzikálnu štruktúru bielkovín (najmä bunkové membrány), alebo dochádza k vymrazeniu viazanej vody, ktorá je potrebná na udržanie normálnej prirodzenej štruktúry bielkovín. ◼ Celotelovú látkovú premenu bielkovín možno hodnotiť podľa bilancie dusíka (B), množstvom dusíka prijímaného v potrave (P) a dusíka vylučovaného močom (M), stolicou (S), kožou (K) a iným spôsobom (X): B=P–(M+S+K+X) ◼ bilancia môže byť vyrovnaná, pozitívna alebo negatívna. ◼ množstvo dusíka sa prepočítava na množstvo proteínov pomocou koeficienta 6,25 podľa vzorca: ◼ dusík (g) x 6,25 = proteíny (g) ◼ Zdroje: vajíčka, mäso, mlieko, strukoviny, obilniny ◼ Hodnota akejkoľvek potravy ako zdroja bielkovín, nezávisí od kvantity, ale od kvality bielkoviny a jej využiteľnosti ◼ živočíšne bielkoviny majú vyšší obsah a zároveň väčšie zastúpenie všetkých esenciálnych AK ako bielkoviny rastlinného pôvodu ◼ sú pre ľudskú výživu efektívnejšie - oproti rastlinným bielkovinám sú lepšie stráviteľné ◼ Výživová hodnota bielkoviny sa určuje pomocou AK skóre – pomer zastúpenia každej esenciálnej AK vo vyšetrovacej bielkovine voči jej zastúpeniu v referenčnom proteíne – vaječná bielkovina ◼ živočíšnych bielkovín je potrebné len relatívne malé množstvo, v porovnaní s rastlinnými zdrojmi, ktorých je treba na doplnenie rovnakého množstva bielkovín podstatne viac ◼ množstvo využiteľných bielkovín v rastlinných zdrojoch je celkovo nižšie, než využiteľnosť bielkovín mäsa ◼ vzájomnou kombináciou a dopĺňaním sa, je možnosť ich využiteľnosti podstatne vyššia ◼ všetky AK musia byť v strave prítomné súčasne a v správnom pomere, inak dôjde k využitiu bielkovín stravy len do tej miery, na koľko stačí AK, ktorá sa v danom jedle vyskytuje v najmenšom množstve (ak konzumujeme obilniny, ktoré obsahujú všetky AK v správnom pomere, ale lyzínu len 50%, pre organizmus to bude znamenať, že môže využiť len 50% všetkých AK, zvyšných 50% zostane nevyužitých. Lyzín v tomto prípade funguje ako limitujúci faktor, ktorý obmedzuje vstrebanie ostatných aminokyselín)  Vajcia 94% Srvátka 92% Kravské mlieko 82% využiteľnosť bielkovín vo Ryby 80% vybraných potravinách Syry 70% vaječný proteín sa najviac Mäso 68% približuje potrebám ľudského Tofu 65% tela, používa sa ako Sójové bôby 62% štandard, ku ktorému sa Kukurica 52% prirovnáva obsah AK v iných Hrach 48% potravinách Podzemnica olejná 43% Cícer 40% Fazuľa 38% Šošovica 32%  Využiteľnosť –praktické rady ◼ Mäso aj vajcia predstavujú plnohodnotný zdroj bielkovín. Preto sa odporúča strukoviny kombinovať s obilninami, so zeleninou, prípadne len s menšou porciou chudého mäsa alebo vajcia. ◼ Spojenie napríklad pšeničného výrobku s fazuľou môže zvýšiť využiteľnosť bielkovín o 33%. ◼ Sója a pšenica majú každá zvlášť využiteľnosť asi 60%. Ak 1 diel sóje je doplnený 5 dielmi pšenice, využiteľnosť stúpne na 80%, čo je o 13% viac ako pri mäse. Všeobecne platí : ◼ Z 8 esenciálnych AK len 4 - lyzín, izoleucín, tryptofán a metionín sa vyskytujú zo všetkých AK najmenej v rastlinách. ◼ Pri obilninách, orechoch a semenách je nedostatkový lyzín a izoleucín, ktorých majú ale dosť strukoviny. K obilninám patrí: pšenica, ovos, kukurica, jačmeň, pšeno, raž, pohánka, ryža. Všeobecne platí : ◼ Strukovinám sa zase nedostáva tryptofán a metionín, ktorých majú dosť obilniny, orechy a semená. ◼ Zelenine a listovej zelenine chýba len metionín, ktorý môže byť doplňovaný napr. sezamové semená, paraorechy, pšeno, pšeničné klíčky a pivovarské kvasnice.  Doporučená denná dávka: ◼ v strave dospelých by mali byť rovnako zastúpené živočíšne aj rastlinné bielkoviny 1:1, u deti je požiadavka miernej prevahy živočíšnych plnohodnotných bielkovín v strave 2/3 ◼ u zdravého dospelého človeka s normálnou hmotnosťou tela je 0,8g/kg/ - 1 g/kg/deň ◼ 10-15% dennej potreby energie ◼ energetická hodnota 1 g bielkovín je 17 kJ (4 kcal) Potreba bielkovín g/kg telesnej hmotnosti/deň Do 6 mesiacov 1,7 Batoľatá 1,0 – 1,2 Staršie deti 1,0-1,5 dospelí 0,75 - 0,8 – 1,0 tehotné + 15 g denne dojčiace + 20 g denne BCAA aminokyseliny s rozvetveným reťazcom je skupina troch EAK (leucín- podieľa sa na znižovaní zvýšenej hladinu cukru v krvi a pomáha pri produkcii rastového hormónu, izoleucín -stabilizuje a reguluje hladinu cukru v krvi a energetickú hladinu. Je taktiež potrebný pre tvorbu hemoglobínu, valín- pomáha udržiavať správnu rovnováhu dusíka v tele), ktoré sú najdôležitejšie pre kostrový sval. Kombinácia týchto troch EAK tvorí približne jednu tretinu kostrového svalstva ľudského tela (kulturisti). Dodávajú telu takmer okamžite potrebné látky pre stavbu svalov BCAA urýchľujú regeneráciu svalstva po zaťažení pred zaťažením chráni existujúcu svalovú hmotu pred jej rozpadom Zdroj BCAA ◼ leucín: mäso, orechy, fazuľa, nelúpaná ryža, sójová múka a celozrnné výrobky. ◼ izoleucín: hydinové mäso, vajcia, ryba, raž, mandle, kešu, orechy, cícer, šošovica, sójová bielkovina a väčšina semien. ◼ valín: mäso, hríby, burské oriešky, mliečne produkty, obilniny a sójové bielkoviny.  Zdravotné rizika nadmerného príjmu bielkovín ◼ pri dennom príjme viac ako 2g/kg hmotnosti dochádza k odvápňovaniu kosti a zadržiavaniu fosforu ◼ zvyšuje sa produkcia amoniaku, močoviny a purínov – poškodenie nervových buniek, obličiek- porušení obličiek - dna ◼ nedostatok vlákniny pri konzumovaní prevažne živočíšnej stravy ◼ v GIT prevažujú hnilobné procesy nad kvasnými , zvýšená tvorba nitrozamínov, karcinogénnych látok ◼ potvrdzuje sa vzťah medzi vysokým príjmom bielkovín a nádorovým ochorením hrubého čreva  Zdravotné dôsledky deficitu bielkovín ◼ závažné a často trvalé dôsledky má deficit bielkovín na deti a dospievajúcu mládež (vývoj mozgu prebieha najintenzívnejšie od narodenia do 3 rokov), môže dôjsť k oneskoreniu psychomotorického vývoja, zníženiu inteligencie, depresie, apatia ◼ poklesy tvorby protilátok – horšie hojenie rán ◼ zhoršenie detoxikačných funkcií pečene ◼ anémia ◼ svalová hypotrofia až atrofia