Kulturistika, fitness, zdraví ...

Bílkoviny – pro mnohé vyznavače kulturistiky a fitness hlavní ukazatel kvalitního jídelníčku. Co se děje po pozření proteinů v našem těle, jaká je optimální dávka nebo jaký je názor na jejich příjem našich předních kulturistů či trojbojařů? V následujícím textu si předchozí otázky pokusíme zodpovědět.

Proteiny jsou jedním z hlavních makronutrientů v naší výživě, není je proto možné nahradit. Tělesné bílkoviny jsou neustále degradovány (podléhají rozkladu) a znovu syntetizovány (vytvářeny), proto je jejich dostatečný příjem (nejen v kulturistice) nezbytný.       U kosterních svalů je poločas rozpadu (Proteo-katabolismus) i tak novotvorby (Proteo-anabolismus) v řadech měsíců, u plazmatických bílkovin a střevních buněk v řádech hodin až týdnů. Adekvátní příjem tedy zajišťuje, aby tyto procesy probíhali pro nás šetrně. (o adekvátním příjmu se dočtete dále, jeho stanovení je totiž trochu složitější) Základní snahou kulturistů a fitnessek je, aby stále docházelo k proteo-anabolismu tj. růstu svalů. Toho však nelze dosáhnout přehnanou dodávkou bílkovin. Při tomto neadekvátním příjmu dochází ke dvoum závažným negativním projevům.

1)                    tvorba toxických produktů přeměny bílkovin negativně působí na stav jater a funkceschopnost ledvin

2)                    z části katabolitů se tvoří útrobní i podkožní tuk

 Tento nadbytek proteinů ve stravě je z dlouhodobého hlediska značně zdravotně rizikový. Hrozí zde zvýšení tlaku krve, neadekvátní zatížení jater a ledvin a sní spojené zvýšené množství kyseliny močové v krvi (dna). Navíc nadbytečné zpracování bílkovin ochuzuje organismus o energii. To proto, že bílkoviny mají tzv. specificko-dynamický efekt. Ten je dán potřebou vynaložení energie na zpracování a hlavně zabudování stravou přijatých bílkovin. Při tomto procesu vzniká nevyužitelné teplo, což je pro naše tělo vhodné pouze při nízké teplotě okolí. V létě u těchto osob dochází k přehřívání. O nadbytku hovoříme v případě, kdy náš příjem převyšuje doporučovanou dávku pro člověka v závislosti na věku, fyzické aktivitě, pohlaví a zdravotním stavu o celých 100%.

Naopak při nedostatečném příjmu bílkovin hrozí zastavení růstu, narušení obranyschopnosti, pomalé hojení nebo porušení orgánů. Rozlišujeme dva druhy nedostatečného příjmu proteinů:

1)      primární nedostatečný příjem – Ten je způsoben nedostatkem proteinů ve stravě, či jejich nízkou biologickou hodnotou.

2)       Sekundární nedostatek -  Je zapříčiněn nesprávnou funkcí jater, ledvin či jiným onemocněním.

Zpracování bílkovin z potravy

Po přijmutí stravy bohaté na bílkoviny nastává v našem trávícím systému k řadě dějům. Samotné zpracování bílkovin začíná v ústech, kde je potrava rozmělněna na menší části – jedná se tedy o zpracování čistě mechanické, tak aby pro nás bylo jednodušší potravu polknout. K žádným chemickým dějům zde ve vztahu k bílkovinám nedochází.

Chemický začátek trávení začíná až v žaludku, kam potrava přestoupila přes jícen. Na bílkoviny zde působí mechanické pohyby žaludku. Dochází tak k míšení s kyselinou chlorovodíkouvou (HCl). Ta rozvolňuje strukturu bílkoviny, a pomáhá tak dalšímu enzymu pepsinu. Ten jako jediný u dospělého člověka dokáže trávit bílkoviny v žaludku. Hlavní funkcí je štěpit dlouhé řetězce bílkovin na kratší, stále však ne dostatečně krátké pro vstřebání. Pepsin se je v žaludku utvářen z neaktivního pepsinogenu, ten je aktivován právě HCl. Z toho vyplívá, že lidé se sníženou tvorbou této kyseliny mají značné problémy s trávením vysokobílkovinných jídel,

Dále přijatá bílkovina pokračuje do tenkého střeva. Zde u zdravého jedince nastává dokonalé zpracování bílkovin. Na potravu zde působí tyto enzymy – trypsin, chymotripsin a elastáza. Každý působí specifickým způsobem, pouze elastáza je vyhraněna na bílkovinu elastin. Vznikají zde tzv. oligopeptidy (řetězce 3 až 30 aminokyselin) a dipeptidy (2 aminokyseliny)  a malé množství jednotlivých tzv. volných aminokyselin. Tyto volné aminokyseliny přecházejí do krve.

Zbylé oligopeptidy a dipeptidy podléhají degradaci při styku s enzymy kartáčového lemu střeva, rozdělují se vazby mezi nimi a jako volné aminokyseliny jsou připraveny na transport do krve. Je nutné také dodat, že přestup jednotlivých aminokyselin přes střevní stěnu (enterocyty) není u všech stejně rychlý. Nerychleji vstřebatelnými aminokyselinami jsou alanin, valin, methionin a glycin. Toho se využívá u řady doplňků stravy.

         Vstřebané aminokyseliny směřují do krve, jmenovitě do portální krve a přímo do jater. Zde jsou dále zpracovány a využity.

Hlavní funkce bílkovin

- stavební funkce – Tuto funkci zabezpečují především bílkoviny s vláknitou strukturou. Jedná se o kolagen v pojivové tkáni a kostech, kreatiny nalézající se v nehtech a vlasech, elastany v kůži a šlachách a fosfolipoproteiny v buněčných membránách.

- transportní a skladovací funkce – Tuto funkci nabívají bílkoviny společně s další látkou nebílkovinného charakteru např.: transferrin, albuminy, hemoglobin, fosoflipoprtoteiny…

- obranná funkce – Z bílkovin se také tvoří protilátky. Ty se tvoří jako reakce na nějakou cizorodou látku a často jen po krátkou dobu.

- nutriční funkce – Bílkoviny obsahují 17kJ/g, jsou proto využitelné pro naše tělo jako zdroj energie. Což je však značně nevýhodné, a to z důvodu vysokého termického efektu při metabolismu bílkovin (30% energie využito na samotný metabolismus). Při oxidaci bílkovin (rozklad na energii) vznikají katabolické produkty, které musí být z těla vyloučeny ve formě urei. To vede k nepřiměřenému zatížení organismu zejména ledvin.

- mechanicko-chemická funkce – Zde jsou to hlavně stavební bílkoviny kostí, dále stažitelné bílkoviny aktin a myozin v našich svalech a bílkoviny podílející se na srážení krve.

- řídící a regulační funkce – Jsou realizovány velkou skupinou odlišných bílkovin. Ty slouží k tvorbě hormonů, enzymů, nukleových kyselin…[4]

Dělení bílkovin

Nejpoužívanějším bílkovinným dělením je strukturní:

·         Jednoduché (albuminy, globuliny, histony, skleroproteiny…)

·         Složené (Glykoproteidy, Lipoproteidy, Nukleoproteiny…)

Dalším způsobem jak rozdělit proteiny je dle jejich tvaru (oblé až kulovité např.: albuminy, vláknité např.: kolagen, membránové)

Základní stavební jednotkou bílkovin jsou aminokyseliny (AMK), ty jsou spojeny mezi sebou peptidovou vazbou. V našem těle se vyskytuje 20 základních AMK. Jediné ony mohou být využity k syntéze (novotvorbě) bílkovin, za určité energetické bilance i k tvorbě sacharidů a tuků. Slouží také jako základ pro tvorbu řady důležitých látek např.: adrenalin, serotonin, kreatin, karnitin, hormony štítné žlázy… Náš organismus není  AMK schopen skladovat, existuje pouze tzv. pohotovostní zásoba ve tkáních.

Aminokyseliny můžeme rozdělit do tří skupin podle jejich potřeby pro náš organismus.

·         Esenciální – Naše tělo si je nedokáže vytvořit, musíme je tak dodávat vhodnou stravou (valin, leucin, isoleucin, methionin, threonin, fenylalanin, lysin, tryptofan). Fenylalanin může být syntetizován z tyrosinu, methionin z cysteinu tzn. esenciálnost těchto aminokyselin je relativní. U dětí patří mezi esenciální AMK také histidin a do jisté míry i arginin.

·         Semiesenciální – Dokážeme je syntetizovat, při určitých podmínkách je jejich syntéza však nedostatečná (při růstu-arginin, histidin, při ledvinném selhání-tyrosin)

·         Neesenciální – Zdravý dospělý jedinec je schopen syntetizovat dostatek těchto AMK (Glycin, alanin, arginin, histidin, kyselina asparagová, asparagin, kyselina glutamová, glutamin, cystein, prolin, serin, tyrosin) .[5]

Příjem bílkovin

Experimentálně byla pro zdravého jedince stanovena jak nezbytná denní množství jednotlivých AMK, tak také nejnižší prahová dávka potřebná pro pokrytí obligatorních ztrát dusíku. Za podmínek dostatečného energetického příjmu tvoří tato dávka 0,45g proteinů/kg tělesné hmotnosti. Pro krytí těchto ztrát je potřeba ekvivalent 130-140% kvalitních bílkovin ze stravy, což představuje 0,6 g/kg proteinů za den. Jako doporučovaná výživová denní dávka (VDD) pro dospělého zdravého člověka byla stanovena hodnota 0,8g proteinů/kg tělesné hmotnosti. Toto množství odpovídá (mělo by) 12-15% energetického příjmu.  Ne všichni však jsme neaktivní a přitom naprosto zdravý, a proto potřeba bílkovin stoupá (potřeba se zvyšuje při jakékoli zátěži). Mimo fyzické výkony, jsou zde i období s vyššími nároky na přívod kvalitních bílkovin. Těmito stavy jsou hlavně-rekonvalescence po operacích, onemocnění, období těhotenství a laktace (1,5-2g/kg), období růstu (tzn.: dětský věk a zvětšování množství svalové hmoty) a v neposlední řadě v období zvýšeného fyzického zatížení. U vytrvalců se tyto hodnoty pohybují od 1,2-1,4g/kg (při velkém objemu tréninku až 1,6g/kg/den). U silových sportovců tato potřeba nadále stoupá na 1,2-1,7g/kg/den. Studie s izotopy dále ukázaly, že celotělová syntéza proteinů u zdravého člověka dosahuje svého maxima právě na hodnotě 1,7g/kg/den za pdoméínek adekvátního příjmu energie. Vyšší příjem proteinů znamená pouze zvýšení katabolismu bílkovin s vyšším vylučováním urei. [6] Jistá americká studie (Rosenkel a kol. 2002) sledovala nárůst čistých svalových bílkovin u sportovců užívajících 1,7g/kg a 3g/kg. U obou skupin byl po konci testu zjištěn stejný nárůst svalové hmoty. Dramatický efekt však mělo celkové navýšení příjmu energie.  Má se tedy zato, že vyšší příjem bílkovin jako 1,7g/kg nepřinese výraznější nárůst aktivní tělesné hmoty.

Biologická hodnota bílkovin (biological value, BV)  Dalším a nezanedbatelným způsobem jak nahlížet na bílkoviny je jejich biologická hodnota (BH). Ta je určující při porovnávání kvality bílkovin. BH nám udává, kolik tělesných (endogenních) bílkovin je možno vytvořit ze 100g proteinů přijatých potravou. Udává se v % a obecně platí že BH živočišných proteinů je vyšší než BH rostlinných proteinů. Závisí zejména na množství a poměru jednotlivých esenciálních AMK a jejich stravitelnosti.

Porovnání potravin podle jejich biologické hodnoty bílkovin je poněkud matoucí, protože proteiny vnich jsou rozdílně koncentrovány. Vůbec nejlepší biologickou hodnotu mezi všemi proteiny mají vaječné bílkoviny (ovovitelin, ovalbumin), jejichž aminokyseliny se téměr ze 100% přemění na tělesné bílkoviny.

Při výběru bílkovin je nutné přihlédnout k faktu, že kombinace některých potravin ůže jejich aminokyselinové složení vhodně doplňovat a skutečná biologická hodnota kombinovaného pokrmu může být výrazně vyšší. Příkladem může být kombinace luštěniny (bohatá na lysin) a obiloviny (bohatá na methionin) apod. Vhodná kombinace je důležitá hlavně u vevanu, jimž však ani kombinace nemusí zaručit dostatečný příjem esenciálních AMK a potřebného množství obecně.

Proteinová účinnost  (protein efficiency ratio, PER) Poměr mezi přírůstkem tělesné hmotnosti a hmotností přijatých proteinů (v gramech). Hodnoty 1,5-2,0 jsou průměrné, nad 2,0 vysoké.

Proteinová stravitelnost (protein digestibility) Poměr mezi stráveným dusíkem a celkovým dusíkem přijatým do těla v bílkovinách. Zjišťuje se z obsahu dusíku vylučovaného ve výkalech. Vyjadřuje se ve zlomcích nebo v procentech. Reálná stravitelnost bílkoviny v těle se může od těchto hodnot lišit, avšak ne více jak o 5%. Výrazné změny stravitelnosti bílkovin nastávají tepelnou úpravu: kupříkladu u bílkovin mléka se zahříváním stravitelnost podstatně zhoršuje, zatímco u luštěnin zlepšuje.

Celková proteinová využitelnost (net protein utilization, NPU) Poměr mezi množstvím proteinů využitých na stavbu tělesné tkáně (přírůstek hmotnosti) a množstvím přijatých proteinů. Je to tedy relativně přesnější ukazatel než biologická hodnota, neboť bere v úvahu biologickou hodnotu i stravitelnost bílkoviny (BV*stravitelnost)

Aminokyselinové skóre (amino acid skore, AAS) Poměr mezi obsahem aminokyselin v daném proteinu (mg/g proteinu) a jejich obsahem  ideálním proteinu. Ze skóre jednotlivých aminokyselin se následně vypočítá průměr. Protože spotřeba aminokyselin se po skončení kojeneckého věku výrazně nemění, byl model „ideálního proteinu“ (sanovený FAO a WHO) založen na pravděpodobných potřebách dětí ve věku 2-5 let. V současnosti se aminokyselinové skóre vypočítává už jen ze skóre nejhůře zastoupené esenciální aminokyseliny. Ta lze odhadnout, kolik daného proteinu je nutné na kompletní pokratí aminokyselinové potřeby.

Aminokyselinové skóre korigované proteinovou stravitelností (protein sugestibility corrected amino acid skore, PDCAAS) Poměr mezi obsahem nejhůře zastoupené esenciální aminokyseliny (mg/g proteinu) a jejím obsahem v „ideálním“ proteinu*proteinová stravitelnost. Ačkoli skóre PDCAAS není dokonalým obrazem kvality bílkovin, v současnosti se propaguje jako nejpřesnější metoda pro použití u člověka. Hodnoty 1,0 a vyšší znamenají, že protein obsažený v dané potravině je schopen maximálně pokrýt lidskou potřebu esenciálních AMK.

Dusíková bilance

Jak jsem se již zmínil výše (v tomto případě zopakování není na škodu), správný příjem proteinů je pro naše zdraví velmi důležitý. Dostatečnost dodávky bílkovin se dá měřit pomocí tzv. dusíkové bilance. Ta je hlavním ukazatelem metabolismu bílkovin (katabolismus/ anabolismus). V jednoduchosti se jedná o rozdíl mezi dusíkem přijatým potravou (dusík je součástí bílkoviny jako takové) a dusíkem vyloučeným z těla. Jak se dá odvodit z názvu, pro člověka (rozuměj kulturisty) je důležité, aby se nacházel v pozitivní dusíkové bilanci (dochází k anabolismu= tvorba těl. bílkovin je větší než-li rozpad a může tak docházet k nárůstu svalstva).