Białka – budowa, funkcje, źródła, niedobór i nadmiar w diecie

Białka są podstawowym składnikiem pożywienia i głównym materiałem budulcowym organizmu. Od nich zależy tak budowa, jak i funkcjonowanie komórek ciała. To dlatego tak ważne jest odpowiednie spożycie białka zarówno w ujęciu ilościowym, jak i jakościowym. Z czego zbudowane są białka? Jakie pełnią funkcje? W jakich produktach jest białko?

1. Co to są białka?

Białka są związkami organicznymi zaliczanymi do biopolimerów. Stanowią główny materiał budulcowy organizmu. Występują we wszystkich żywych organizmach oraz wirusach. Ich inna nazwa to proteiny (z jęz. greckiego od słowa protos – „pierwszy, najważniejszy”, co wskazuje na rolę białka w diecie człowieka).

2. Właściwości białek

Białka powstają w efekcie syntezy. Są trawione przez enzymy trawienne w przewodzie pokarmowym, a następnie wchłaniane przez komórki jelita cienkiego. Jakie są ich właściwości?

• Część białek rozpuszcza się w wodzie, część w wodnych roztworach kwasów, zasad i soli. Żadne nie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych (poza alkoholem).
• W skład białek wchodzi węgiel, tlen, wodór, azot i siarka. Niektóre białka mogą zawierać również: fosfor, żelazo, cynk, miedź, mangan i jod.
• W wyższych temperaturach, ale i wskutek działania mocnych kwasów i zasad, soli metali ciężkich czy alkoholu, białko ulega ścięciu, czyli denaturacji (to nieodwracalny proces zmiany struktury cząsteczki białka).
• Białka różnią się między sobą budową i własnościami w zależności od liczby aminokwasówi ich wzajemnego położenia w cząsteczce.

Zobacz film: "Jak ograniczyć węglowodany w diecie?"

3. Funkcje białka

Białko w organizmie pełni wiele ważnych funkcji, zapewniając prawidłowy stan i funkcjonowanie organizmu. Odpowiednia ilość protein wpływa na prawidłowy rozwój mięśni. Ma to związek z tym, że proteiny pełnią funkcję budulcową - kształtują tkankę łączną, mięśnie, kości, włosy, zęby i paznokcie (białko stanowi około 20% masy ciała człowieka, głównie układu mięśniowego). Związek jest też obecny w płynach ustrojowych, we krwi lub mleku matki.

Co więcej, białka sprzyjają gojeniu się ran. Jedną z jego ważniejszych funkcji jest regeneracja tkanek i komórek mięśniowych (aminokwasy z protein trafiają do krwi, następnie do wątroby, skąd są kierowane w odpowiednie miejsca, na przykład do uszkodzonych włókien mięśniowych).

Ponadto białka są konieczne do zaistnienia procesów biochemicznych, które odpowiadają za prawidłowe funkcjonowanie organizmu. Biorą udział w przemianie materii (uczestniczy w syntezie enzymów trawiennych i tkankowych), przekazywaniu impulsów nerwowych i tworzeniu hormonów. Mają wpływ na regulowanie gospodarki kwasowo-zasadowej, umożliwiają pozbycie się toksyn z organizmu.

Białko jest kluczowe dla produkcji przeciwciał, które walczą z infekcjami. Wchodzą w skład ciał odpornościowych, enzymów katalizujących przemiany biochemiczne oraz płynów ustrojowych. Pełnią rolę nośnika niektórych witamin i składników mineralnych. Ulegając spalaniu, dostarczają organizmowi energii.

4. Budowa białka

Białka są zbudowane z aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi, dzięki czemu tworzą wielocząsteczkowe związki chemiczne o skomplikowanej budowie i dużej masie cząsteczkowej. Połączenia dwóch lub kilku cząsteczek aminokwasów noszą nazwę peptydów. Istnieje 20 różnych aminokwasów, spośród których 8 uznano za aminokwasy niezbędne dla organizmu człowieka. Są to tak zwane aminokwasy egzogenne, które muszą być człowiekowi dostarczone z pożywieniem (nazywają się niezbędne, bo nie da się ich zastąpić innymi).

Do aminokwasów niezbędnych zalicza się lizynę, metioninę, treoninę, leucynę, izoleucynę, walinę, tryptofan i fenyloalaninę oraz histydynę (jest wytwarzana przez organizm, niestety w zbyt małych ilościach). Istnieje także grupa aminokwasów półegzogennych, które mogą powstawać w organizmie z aminokwasów egzogennych.

Wyróżnia się także aminokwasy endogenne, które nie są niezbędne, a organizm może je sam zsyntetyzować. Należy do nich glicyna, alanina, arginina, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy, prolina, hydroksyprolina i seryna.

5. Rodzaje białek

Białka dzieli się na podstawie budowy chemicznej, funkcji biologicznej i miejsca występowania. Jak dzielimy białka? Przede wszystkim na proste i złożone. Białka proste (proteiny) zbudowane są wyłącznie z aminokwasów. Białka złożone dodatkowo zawierają inne elementy składowe, takie jak cukry, lipidy czy metale (tzw. grupy prostetyczne).

Ze względu na budowę i skład, białka proste można podzielić na:

• albuminy – rozpuszczają się w wodzie, znajdują się w tkance mięśniowej i osoczu krwi,
• globuliny – rozpuszczają się w rozcieńczonych roztworach soli, występują w płynach ustrojowych,
• gluteliny – typowe białka roślinne, rozpuszczają się w zasadach i kwasach,
• histony – są silnie zasadowe, rozpuszczają się w wodzie,
• prolaminy – typowe białka roślinne występujące w nasionach,
• protaminy – dobrze rozpuszczalne w wodzie,
• skleroproteiny – białka o budowie włóknistej, np. keratyna.

Ze względu na różne funkcje poszczególnych białek można je podzielić na:

• białka strukturalne (kolagen, elastyna, keratyny, glikoproteiny)
• białka transportowe (hemoglobina, albuminy osocza, lipoproteiny, transferryna)
• białka biorące udział w skurczu (aktyna, miozyna)
• białka enzymatyczne (enzymy)
• białka ochronne (immunoglobuliny, fibrynogen, interferon)
• hormony (insulina, glukagon, parathormon, kalcytonina)
• białka błon komórkowych.

Białka, ze względu na właściwości odżywcze, dzieli się na białka doborowe i niedoborowe. I tak białka doborowe (białka pełnowartościowe) zawierają wszystkie aminokwasy egzogenne (to np. albuminę, kolagen, białko jaja kurzego, białko mleka i mięsa). Białka niedoborowe (białka niepełnowartościowe) to te, w których brakuje choćby jednego aminokwasu egzogennego (to np. żelatyna).

Ze względu na miejsce występowania w żywności białka można podzielić na:

• białka pochodzenia zwierzęcego,
• białka pochodzenia roślinnego.

6. Źródła białka w diecie

W czym jest białko? Okazuje się, że w mniejszym lub większym stopniu niemal w każdym artykule spożywczym.

Najlepsze białko pochodzenia zwierzęcego zawiera mięso i nabiał. Wysoką zawartość protein ma między innymi kurczak, indyk, stek wołowy, ale także ryby czy jajka. Białko pochodzenia zwierzęcego jest doskonałe dla osób uprawiających intensywny sport, umożliwia budowanie mięśni, a także ich regenerację po treningu.

Białko pochodzenia roślinnego, to najlepsze źródła białka dla wegetarian. Warto zwrócić uwagę przede wszystkim na rośliny strączkowe, takie jak ciecierzyca (19 g), fasola (7 g), groch, soczewica i kukurydza (9 g). Niestety nie jest to pełnowartościowe białko, ponieważ nie zawiera aminokwasów egzogennych.

Białko obecne w produktach roślinnych cechuje niższa jakość (zawiera mniejszą ilość aminokwasów niż białko obecne w jajach czy mięsie). Świetnym źródłem białka jest twaróg i ser żółty.

Nie należy zapominać o orzechach, nasionach i pestkach. Warte uwago są zwłaszcza orzechy arachidowe, pestki dyni, nasiona sezamu i nasiona słonecznika.

Jeśli chodzi o owoce, w największej ilości białko można znaleźć w suszonych morelach (3,5 g na 100 g), rodzynkach (3,1 g), daktylach i gujawie (2,5 g). Proteiny w warzywach występują w stosunkowo dużych ilościach. W dobrze zbilansowanej diecie powinno znajdować się zarówno białko pochodzenia roślinnego, jak i zwierzęcego.

6.1. Odżywki białkowe

Poszukując źródeł białka w diecie, warto zwrócić uwagę na odżywki białkowe, które cechuje duża zawartość protein (a minimalna ilość węglowodanów i tłuszczów). Najczęściej opierają się na związku pochodzącym z serwatki, powstającej w procesie produkcji sera.

Na rynku dostępne są również odżywki na bazie soi, ryżu, grochu, konopi czy kazeinie z mleka krowiego. Można znaleźć również produkty stworzone z albumin jaja kurzego i albumin wołowych. Wybór zależy od indywidualnych preferencji.

7. Dzienne zapotrzebowanie na białko

Białka stanowią jeden z trzech najważniejszych makroskładników w diecie (obok tłuszczów i węglowodanów). Bardzo istotne jest przyjmowanie ich w odpowiedniej ilości, ponieważ ich niedobór może prowadzić do kłopotów ze zdrowiem.

Z uwagi na to, że białka są niezbędne do funkcjonowania ustroju, a organizm wykorzystuje je na bieżąco (nie gromadzi jego zapasów), zaś nadmiar protein jest wydalany, należy dostarczać je na bieżąco.

W dobrze zbilansowanej diecie powinno znajdować się zarówno białko pochodzenia roślinnego, jak i zwierzęcego. Zróżnicowanie jest bardzo ważne, ponieważ ułatwia dostarczenie odpowiednich składników odżywczych, witamin i minerałów.

Zapotrzebowanie na proteiny zależy od wielu czynników, między innymi wieku, płci czy aktywności fizycznej. I tak:

• zdrowa osoba powinna przyjmować 1 g białka na 1 kg masy ciała,
• kobieta w ciąży - 1,5 g/kg masy ciała,
• kobieta karmiąca piersią - 1,3 g/kg,
• osoby uprawiające sport - 1,5-2 g/kg.
• niemowlęta - 1,52 g/kg,
• dzieci do 15. roku życia - 1,5-2 g/kg,

Zapotrzebowanie dzienne nie powinno być ani przekraczane, ani niezaspokajane, ponieważ wywiera to negatywny wpływ na organizm.

7.1. Niedobór białka w diecie

Ponieważ białko jest niezbędne do budowy i naprawy tkanek, produkcji enzymów, hormonów i przeciwciał oraz pozyskiwania energii, jego niedobór w diecie może prowadzić do różnych problemów zdrowotnych. Jakie są objawy niedoboru białka w diecie? To przede wszystkim:

• utrata masy mięśniowej, osłabienie i zmniejszenie siły,
• opóźnienia wzrostu dzieci i młodzieży,
• osłabienie układu odpornościowego, co zwiększa ryzyko infekcji,
• problemy ze skórą, włosami i paznokciami (niedobór może prowadzić do łamliwości paznokci, wypadania włosów i problemów skórnych),
• osłabienie kości, ryzyko osteoporozy i złamań
• spowolniony metabolizm,
• gorsze samopoczucie.

7.2. Nadmiar białka w diecie

Niekorzystne jest także zbyt duże spożycie białka, ponieważ to obciąża wątrobę i nerki, zwiększa także ryzyko rozwoju stanów zapalnych stawów (z tego powodu popularne diety wysokobiałkowe uznaje się za niebezpieczne dla organizmu).

Dlaczego zbyt duża ilość białka w diecie może być szkodliwa? Przede wszystkim dlatego, że taki sposób żywienia dostarcza niewielkiej ilości węglowodanów, czyli najważniejszego składnika energetycznego. Organizm musi pozyskiwać energię z innego źródła. W efekcie wzrasta kwasowość krwi i rozwija się kwasica ketonowa, która zaburza prawidłowe funkcjonowanie organizmu.

Dieta wysokobiałkowa zmniejsza ilość przyjmowanego błonnika, witamin, antyoksydantów i składników mineralnych. Mogą pojawić się zaparcia, a co gorsze zwiększa się ryzyko rozwoju raka jelita grubego.