Bielkoviny, tiež známe ako proteíny, sú jednou z najzákladnejších a najdôležitejších zložiek všetkých živých organizmov. Sú to makromolekuly, ktoré sa skladajú z jedného alebo viacerých reťazcov aminokyselín. Aminokyseliny sú základné stavebné jednotky bielkovín a existuje ich 20 druhov, ktoré môžu byť kombinované do rôznych sekvenčných usporiadaní, aby vytvorili široké spektrum bielkovín s rôznymi funkčnými vlastnosťami.
Význam bielkovín pre ľudské telo
Bielkoviny majú pre ľudské telo množstvo esenciálnych funkcií. Pôsobia ako enzýmy, ktoré katalyzujú chemické reakcie, sú základom buniek a tkanív, ako sú svaly, kosti, vlasy a nechty, a zohrávajú kľúčovú úlohu v obrannom systéme organizmu vo forme protilátok. Taktiež slúžia ako hormóny, ktoré regulujú rôzne telesné funkcie, alebo ako transportné proteíny, ktoré prenášajú látky, ako sú kyslík a lipidy, po celom tele.
Na úrovni buniek a tkanív sú bielkoviny základom pre rast, opravu a obnovu. Bez dostatočného príjmu bielkovín by ľudské telo nemohlo správne fungovať.
V nasledujúcich sekciách sa podrobnejšie pozrieme na rôzne aspekty bielkovín, ich štruktúru, typy, úlohu v strave a význam pre zdravie.
Štruktúra bielkovín
Bielkoviny majú štyri úrovne štruktúry – primárnu, sekundárnu, terciárnu a kvartérnu. Tieto štruktúry určujú funkciu bielkoviny v bunkách a tkanivách.
Primárna štruktúra
Primárna štruktúra bielkoviny predstavuje lineárnu sekvenciu aminokyselín, ktoré sú spojené peptidovými väzbami. Táto sekvencia je jedinečná pre každú bielkovinu a je kodovaná v DNA. Akákoľvek zmena v tejto sekvencii môže mať za následok zmenu funkcie alebo tvaru bielkoviny.
Sekundárna štruktúra
Sekundárna štruktúra bielkoviny odkazuje na lokálne zložené štruktúry, ktoré vznikajú prostredníctvom vodíkových väzieb medzi peptidovými väzbami. Dva najbežnejšie typy sekundárnej štruktúry sú alfa-helix a beta-skladaný list.
Terciárna štruktúra
Terciárna štruktúra bielkoviny je jej trojrozmerný tvar, ktorý je výsledkom vzájomného usporiadania rôznych sekundárnych štruktúr. Táto štruktúra je stabilizovaná rôznymi typmi väzieb a interakcií, vrátane vodíkových väzieb, disulfidových mostíkov, hydrofóbnych interakcií a iontových väzieb.
Kvartérna štruktúra
Kvartérna štruktúra je prítomná v bielkovinách, ktoré sa skladajú z viacerých polypeptidových reťazcov (podjednotiek). Tieto reťazce sú usporiadané do komplexnej trojrozmernej štruktúry. Príkladom bielkoviny s kvartérnou štruktúrou je hemoglobín, ktorý obsahuje štyri polypeptidové reťazce.
Typy bielkovín
Enzýmy
Enzýmy sú bielkoviny, ktoré katalyzujú (urýchľujú) chemické reakcie v tele. Bez enzýmov by mnoho týchto reakcií prebiehalo príliš pomaly na to, aby udržali život. Každý enzým je špecifický pre určitý substrát alebo skupinu substrátov, čo znamená, že katalyzuje len určité chemické reakcie.
Hormóny
Niektoré hormóny sú bielkoviny, ktoré majú v tele úlohu signálnych molekúl. Uvoľňujú sa do krvného obehu a ovplyvňujú funkcie rôznych orgánov a tkanív. Príkladmi hormónov bielkovinovej povahy sú inzulín a glukagón, ktoré regulujú hladinu cukru v krvi.
Protilátky
Protilátky sú bielkoviny imunitného systému, ktoré sú špecificky navrhnuté na rozpoznávanie a viazanie sa na konkrétne antigény (cudzie molekuly). Týmto spôsobom pomáhajú telu chrániť sa pred infekciami.
Štruktúrne bielkoviny
Štruktúrne bielkoviny sú základnými stavebnými blokmi bunky a tkanív. Príklady zahŕňajú keratín v koži a vlasy, kolagén v spojivových tkanivách a aktín a myozín v svaloch. Tieto bielkoviny poskytujú pevnosť, elasticitu a mechanickú ochranu.
Transportné bielkoviny
Transportné bielkoviny viažu a prenášajú rôzne látky v tele. Napríklad hemoglobín v červených krvinkách viaže kyslík v pľúcach a prenáša ho do tkanív, kde je potrebný. Lipoproteíny prenášajú lipidy (tuky) v krvi, zatiaľ čo transferrín prenáša železo.
Bielkoviny v strave
Bielkoviny sú jednou z troch makronutrientov (spolu so sacharidmi a tukmi), ktoré sú nevyhnutné pre ľudské zdravie a dobre fungovanie. Sú základom pre stavbu a opravu tkanív, produkciu enzymov a hormónov, a sú nevyhnutné pre správne fungovanie imunitného systému. Bielkoviny sú tiež dôležitým zdrojom energie.
Zdroje bielkovín
Živočíšne bielkoviny
Živočíšne bielkoviny sú bielkoviny, ktoré pochádzajú z živočíšnych zdrojov, ako je mäso, hydina, ryby, mlieko a mliečne výrobky, vajcia. Sú považované za kompletné bielkoviny, pretože obsahujú všetkých 20 aminokyselín potrebných pre ľudské telo, vrátane deviatich esenciálnych aminokyselín, ktoré telo nemôže samo vytvoriť.
Rastlinné bielkoviny
Rastlinné bielkoviny pochádzajú z rastlinných zdrojov, ako sú strukoviny, orechy, semená, celozrnné obilniny a niektoré druhy zeleniny. Väčšina rastlinných bielkovín nie je kompletná, čo znamená, že neobsahuje všetky esenciálne aminokyseliny v správnych pomeroch. Avšak konzumáciou rôznorodej stravy rastlinných bielkovín je možné dosiahnuť plný komplement esenciálnych aminokyselín.
Potrebná denná dávka bielkovín
Podľa Odporúčaného denného príjmu (RDI), dospelí muži a ženy by mali prijímať približne 0.8 gramov bielkovín na kilogram telesnej hmotnosti každý deň. Tento odporúčaný príjem sa môže líšiť v závislosti od veku, pohlavia, telesnej hmotnosti, úrovne aktivity a zdravotného stavu. Napríklad, tehotné a dojčiace ženy, športovci a ľudia v starobe potrebujú viac bielkovín. Vždy je dôležité konzultovať vaše konkrétne nutričné potreby s kvalifikovaným zdravotníckym odborníkom alebo dietológom.
Bielkoviny a zdravie
Nedostatok bielkovín
Nedostatok bielkovín v strave môže viesť k rôznym zdravotným problémom. Tieto môžu zahŕňať stratu svalovej hmoty, slabosť, únava, poruchy imunitného systému a v niektorých prípadoch aj kwashiorkor, stav charakterizovaný edémami (opuchmi), poruchami rastu a inými vážnymi problémami.
Nadmerný príjem bielkovín
Na druhej strane, aj nadmerný príjem bielkovín môže byť problematický, najmä pri súčasnom nedostatku príjmu sacharidov alebo tukov. Nadmerný príjem bielkovín môže zaťažiť obličky a môže viesť k dehydratácii, pretože telo potrebuje viac vody na vylúčenie odpadových produktov metabolizmu bielkovín. V extrémnych prípadoch môže nadmerný príjem bielkovín viesť k zvýšenému riziku osteoporózy a porúch obličiek.
Poruchy metabolizmu bielkovín
Poruchy metabolizmu bielkovín sú skupina genetických porúch, pri ktorých telo má problémy s metabolizmom (rozkladom a využitím) určitých aminokyselín, ktoré sú súčasťou bielkovín. Príklady zahŕňajú fenylketonúriu a maplový sirupový syndróm. Tieto poruchy sú zvyčajne detegované v skorom detstve a vyžadujú špeciálnu diétu a lekársku starostlivosť.
Diéty s vysokým obsahom bielkovín
Diéty s vysokým obsahom bielkovín sú populárne pre ľudí, ktorí sa snažia schudnúť alebo zvýšiť svalovú hmotu. Tieto diéty môžu byť efektívne, ale je dôležité dbať na to, aby boli bielkoviny konzumované v rámci vyváženej stravy, ktorá zahŕňa dostatok vlákniny, vitamínov, minerálov a iných dôležitých živín. Ako sme už spomínali, nadmerný príjem bielkovín môže mať nežiaduce účinky, takže je dôležité konzultovať akékoľvek zmeny v strave so zdravotníckym odborníkom.
Záver
Bielkoviny sú kľúčovou súčasťou každodennej stravy a majú nesmiernu dôležitosť pre zdravie a život. Majú centrálnu úlohu v mnohých biologických procesoch, vrátane stavby a opravy tkanív, produkcie enzymov a hormónov, a sú nevyhnutné pre správne fungovanie imunitného systému. Nedostatok alebo nadmerný príjem bielkovín môže viesť k zdravotným problémom, a preto je dôležité dodržiavať vyváženú stravu, ktorá obsahuje primerané množstvo bielkovín v kombinácii s inými nutrične dôležitými látkami.
Pripomíname, že hoci bielkoviny sú kľúčové pre zdravie, nemali by tvoriť jedinú zložku našej stravy. Je rovnako dôležité zabezpečiť dostatočný príjem zdravých tukov, komplexných sacharidov, vitamínov, minerálov a vlákniny, aby sme podporili celkové zdravie a dobre fungovanie nášho tela.
Vždy je vhodné konzultovať plán stravovania a nutričné potreby s kvalifikovaným zdravotníckym odborníkom alebo dietológom, ktorý dokáže poskytnúť najvhodnejšie a najbezpečnejšie odporúčania na základe jedinečných potrieb a zdravotného stavu jednotlivca.
Literatúra
-
Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002. Dostupné online
-
Berg JM, Tymoczko JL, Gatto GJ, et al. Biochemistry. 7th edition. New York: W. H. Freeman and Company; 2012. Dostupné online
-
Gropper SS, Smith JL, Groff JL. Advanced Nutrition and Human Metabolism. Belmont, CA: Wadsworth Cengage Learning; 2009.
-
Institute of Medicine (US) Committee on Examination of Front-of-Package Nutrition Ratings Systems and Symbols; Wartella EA, Lichtenstein AH, Boon CS, editors. Front-of-Package Nutrition Rating Systems and Symbols: Phase I Report. Washington (DC): National Academies Press (US); 2010.
-
Nelson DL, Cox MM. Lehninger Principles of Biochemistry. 6th Edition. W.H. Freeman and Company, 2012.
-
World Health Organization. Protein and Amino Acid Requirements in Human Nutrition. Report of a Joint WHO/FAO/UNU Expert Consultation. Geneva: WHO; 2007. Dostupné online
Poznámka: Webové odkazy boli overené k 23. máju 2023.
