Proces Trawienia Białek: Kluczowa Rola Enzymów i Zagrożenia
Białka są niezwykle istotnym składnikiem naszej diety pełniącym kluczową funkcję w budowie tkanek, produkcji enzymów oraz utrzymaniu ogólnej sprawności organizmu. Jednak jak w każdym aspekcie życia, istnieje pewne ryzyko i zagrożenia związane z niewłaściwym trawieniem białek. W trakcie dzisiejszego spotkania przyjrzymy się jak dokładnie, przebiega proces trawienia białek, jakie korzyści przynosi dla naszego organizmu zdrowe spożywanie białek, omówimy także potencjalne ryzyko i zagrożenia związane z ich niewłaściwym trawieniem. Poznamy rolę enzymów trawiennych i innych czynników wpływających na efektywne przyswajanie białek przez nasz organizm.
Białka to makrocząsteczki, które mają złożoną strukturę chemiczną, ich częściami składowymi są reszty aminokwasowe połączone wiązaniami peptydowymi.
Są one jednymi z najważniejszych składników pokarmowych niezbędnych do utrzymania życia.
Białka są głównym elementem budowy wszystkich tkanek ustroju człowieka i wielu czynnych biologicznie związków takich jak enzymy czy hormony, które są odpowiedzialne za prawidłowy przebieg przemiany materii i wiele innych funkcji ustroju. Wpływają przez to na prawidłowy stan oraz przystosowanie się do zmian środowiska zewnętrznego.
Białka odpowiadają za wzrost i rozwój młodych organizmów (budowa tkanek mięśni czy kości), uzupełnianie naturalnych ubytków (wzrost paznokci, włosów), naprawa tkanek (gojenie ran, blizn), sterowanie procesami biochemicznymi przez enzymy (krzepnięcie krwi), regulacja czynności życiowych przez hormony (gospodarka węglowodanowa, insulina), udział w procesach obronnych ustroju (przeciwciała) regulacja równowagi wodnej i kwasowo-zasadowej, funkcje transportowe (transferyna przenosi żelazo), udział w procesach widzenia (białko światłoczułe przenosi bodźce świetlne do zakończeń układu nerwowego)
Podstawową jednostką składową białek są aminokwasy.
Aminokwasy to organiczne cząsteczki składające się z centralnego atomu węgla, przy którym związane są: grupa aminowa (-NH2), grupa karboksylowa (-COOH), atom wodoru i łańcuch boczny (który jest różny dla każdego aminokwasu).
W ludzkim organizmie występuje 18 aminokwasów i amidy dwóch z nich. Wyróżnić możemy aminokwasy o rozgałęzionym łańcuchu bocznym (izoleucyna, leucyna, walina), mają one odmienne właściwości biologiczne od pozostałych aminokwasów a miejscem ich katabolizmu, nie jest wątroba, lecz mięśnie szkieletowe.
Aminokwasy dzielimy na egzogenne, czyli takie, których organizm nie jest w stanie samodzielnie wyprodukować i muszą być dostarczone z pożywieniem. Np.: metionina, fenyloalanina, treonina, walina, leucyna, izoleucyna, lizyna, tryptofan.
Względnie egzogenne lub po prostu warunkowo niezbędne wytwarzane w ustroju, ale w szczególnych warunkach np. podczas szybkiego wzrostu ich synteza może nie być wystarczająca (seryna i arginina, histydyna).
Oraz aminokwasy endogenne te, które organizm potrafi syntetyzować samodzielnie (alanina, glicyna).
Względnie endogenne jak cysteina, która powstaje w ustroju wyłącznie z metioniny czy tyrozyna powstająca wyłącznie z fenyloalaniny.
Odpowiednia ilość białka dostarczana codziennie z pożywieniem decyduje o normalnym wzroście i rozwoju człowieka, wydalaniu lub regeneracji uszkodzonych tkanek. Białka pokarmowe mają różną wartość odżywczą, której wyrazem jest stopień wykorzystania ich do syntezy białek ustrojowych. Jakość białka pokarmowego, czyli jego wartość odżywcza zależy od czterech czynników:
-zawartości aminokwasów egzogennych i endogennych
-wzajemnych proporcji poszczególnych aminokwasów egzogennych
-strawności produktów białkowych
-wystarczającego dowozu energii niezbędnej do procesów syntezy białka ustrojowego
Do syntezy 1 grama białka z aminokwasów dostarczanych z pokarmem ustrój człowieka potrzebuje 24 kcal energii, której źródłem powinny być tłuszcze lub węglowodany. W przeciwnym razie organizm część dostępnych aminokwasów wykorzysta do celów energetycznych. Braki białka w organizmie manifestują się różnymi objawami, z których jednymi z podstawowych są wypadanie włosów oraz ich łamliwość. Dodatkowo niedostateczna ilość białka w codziennej diecie wpływa negatywnie na kondycję paznokci, co jest rezultatem braku elastyny i kolagenu.
W przypadku dzieci niedobór białka może prowadzić do spowolnienia tempa wzrostu i rozwoju, a także powodować problemy z gojeniem się ran, większą podatność na choroby i infekcje, oraz przedłużony okres rekonwalescencji po przebytej chorobie. Brak białka może również wpływać negatywnie na funkcje umysłowe, takie jak koncentracja, skupienie i pamięć. Jeśli masz skłonność do podjadania słodkich lub słonych przekąsek, może to wynikać z niedostatecznej podaży białka w Twojej diecie. Białko charakteryzuje się wysokim indeksem sytości w porównaniu do innych makroskładników, co oznacza, że odpowiednia jego ilość w diecie zapewnia dłuższe uczucie sytości. Zbyt mała ilość białka może prowadzić do zwiększonego apetytu i ochoty na przekąski.
Co więcej, ponieważ białko jest zaangażowane w syntezę hormonów, niedobór może prowadzić do zaburzeń hormonalnych. Braki białka w diecie mogą również skutkować niskim ciśnieniem krwi, bólami głowy oraz obrzękami, szczególnie w okolicach kostek, wynikającymi z zatrzymania wody w organizmie. Wszystko to wpływa na utrudnienia w codziennym funkcjonowaniu.
Zapotrzebowanie na białko dla poszczególnych grup wiekowych oraz płci odczytujemy z norm, które zostały stworzone za pomocą dwóch metod bilansowej i czynnikowej. Z reguły jest to 10-20% CPM lub od 0,8 do 1,2 grama białka na kg masy ciała w zależności od różnych potrzeb wynikających ze stanu zdrowia, wieku. Istnieją jednak stany fizjologiczne organizmu, w których może to być nawet 2 gramy /kg mc
Najlepsze źródła białka to jaja, mleko i jego przetwory oraz mięso zwierząt, drobiu i ryb. Jest tak, ponieważ białko pochodzenia zwierzęcego jest pełnowartościowe. To znaczy, że zawiera pełen profil aminokwasowy w proporcjach umożliwiających ich pełne wykorzystanie biologiczne.
Spośród produktów roślinnych znaczącym źródłem białka są produkty zbożowe i nasiona roślin strączkowych. Sporo białka znajduje się też w orzechach i grzybach. Natomiast w warzywach i owocach jest go mniej tylko 1 do 2%.
Zawarte w spożytym pokarmie białka, aby mogły być przez organizm wykorzystane, muszą zostać rozłożone do odpowiednio małych cząsteczek. Proces ten nazywamy trawieniem. Odbywa się on z udziałem wody, dlatego nazwany jest hydrolizą. Każde białko zawarte w pożywieniu rozkładane jest w układzie pokarmowym na pojedyncze aminokwasy. Jedyne białka, które nie ulegają trawieniu i są wchłaniane w organizmie w swojej pierwotnej postaci, to immunoglobuliny (białka odpornościowe) zawarte w siarze – mleku wydzielanym przez matkę kilka dni po porodzie. Proces trawienia białka odbywa się z udziałem enzymów proteolitycznych, zwanych także peptydazami.
Trawienie rozpoczyna się w jamie ustnej, gdzie pokarm zostaje rozdrobniony mechanicznie przez zęby i język. Wymieszany ze śliną i przeżuty. Przeżuty pokarm uformowany w kęs podczas świadomego aktu przełykania przechodzi do przełyku, skąd trafia przez wpust do żołądka. W kwaśnym środowisku żołądka białka ulegają denaturacji. Proces trawienia białek rozpoczyna enzym pepsyna.
Wydzielany jest on w formie nieaktywnej jako pepsynogen przez komórki gruczołów żołądkowych. Czynnikami aktywującymi są kwas solny oraz sama pepsyna. W soku żołądkowym niemowląt jest obecna ponadto rennina, która przekształca kazeinę w bardziej podatny na działanie pepsyny parakazeinian wapnia. W żołądku następuje rozkład białek do polipeptydów. Całkowicie upłynniona treść żołądkowa zwana chymą przedostaje się przez odźwiernik do jelita cienkiego. Gdzie w dwunastnicy trypsyna, chymotrypsyna, elastazy i karboksylaza kontynuują dzieło, rozkładając białka na peptydy.
W następnym odcinku jelita cienkiego trawienie białek odbywa się przy udziale peptydaz. W obrębie błony śluzowej jelita cienkiego białka rozkładane są do aminokwasów oraz peptydów, które są aktywnie wchłaniane do krwiobiegu. W wyniku działania enzymów trawieniu ulega większość białek zawartych w pożywieniu. Złożoność struktury białek, stosunkowo dużej ilości aminokwasów oraz wielkości peptydów powoduje, że peptydazy trawią białka znacznie wolniej niż inne składniki pokarmu. Przykładowo proces trawienia białka kurczaka trwa 3-4 godziny, a proces trawienia węglowodanów z tego samego posiłku 1-2 godziny. Dlatego też, białka utrzymują uczucie sytości na dłużej niż węglowodany.