04 Proteins Funkkolleg 2019-2020
Potešenie, zdravie, podnikanie
Autor: Stephan Huebner
Jesť a jesť - bielkoviny v potravinovom cykle
Proteíny, tiež známe ako proteíny, sú pre človeka nepostrádateľné. Bez bielkovín nie sú svaly ani pohyb. Ale tiež pokožka, vlasy, kosti, chrupavky a šľachy - všetko potrebuje bielkoviny. Bielkoviny sa nachádzajú v špenáte, orechoch a strukovinách, najmä však v mäse. Vďaka vysokému obsahu bielkovín je mäso pre človeka veľmi atraktívnym zdrojom potravy. Pretože sa mäso vďaka priemyselnému chovu zvierat vyrábalo lacnejšie a vo väčšom množstve ako kedykoľvek predtým, spotreba mäsa rýchlo vzrástla.
Z globálneho hľadiska sa však v bielkovinovom cykle niečo strašne zhoršuje. Na čo živé veci potrebujú bielkoviny - presnejšie povedané: jeden z ich najmenších chemických stavebných prvkov, dusík? Ako prijímate dostatok bielkovín? A čo v tejto súvislosti znamená „dostatočné“? Od takýchto otázok je už len krátka cesta k zastrešujúcim mechanizmom, ktoré sú základom veľkého krmiva - potravinových reťazcov a cyklov.
Vysielať ako podcast
Stiahnite si Funkkolleg Nutrition, epizóda 04, audio formát MP3, 24:18 min., 34,2 MB
Vysielanie v hr-iNFO, 23.11.2019, 11.30 hod.
Dodatočný materiál
1. Internetová stránka o jedle
Tento výraz vytvoril v prvej polovici 20. storočia britský zoológ Charles Elton. Potravinový web sa zvyčajne skladá iba z niekoľkých odkazov, ako sa nazývajú aj trofické úrovne. Zvyčajne ich nie je viac ako päť. Na začiatku potravinového reťazca musia byť živé bytosti, ktoré môžu vyrábať svoju vlastnú chemickú energiu, najmä rastliny. Energiu čerpajú priamo zo slnečného žiarenia fotosyntézou. Na konci každého potravinového reťazca sa nachádza takzvaný vrchný predátor. Môže to byť dravý vták, veľká mačka alebo dokonca ľudia.
2. Celotelové využitie zvierat
„Nos po chvost“ znamená „od hlavy po chvost“ a spracúva čo najviac častí zo zabitého zvieraťa. Nasledujúca ilustrácia z Meat Atlasu 2018 zobrazuje takmer zabudnuté výrobky z hovädzieho, bravčového a kuracieho mäsa:
Ďalšie informácie nájdete na nasledujúcich odkazoch:
3. aminokyseliny
Skladá sa hlavne zo štyroch prvkov: uhlík, kyslík, vodík a dusík.
Aminokyseliny sú a-aminokarboxylové kyseliny. Obsahujú atóm uhlíka, na ktorý sa viaže aminoskupina, karboxylová skupina, atóm vodíka a zvyšok typický pre každú aminokyselinu, ktorý sa označuje aj ako bočný reťazec. Základnými stavebnými kameňmi bielkovín sú „klasické“ 20 proteinogénne L-aminokyseliny. Sú kódované pre proteíny v genóme.
Z výživového hľadiska sa proteinogénne aminokyseliny delia na esenciálne (nepostrádateľné), podmienene esenciálne (podmienene dispergovateľné, semiesenciálne) a neesenciálne (dispergovateľné) aminokyseliny. Telo si nevie samo vyrobiť esenciálne aminokyseliny. Musia sa preto prijímať v dostatočnom množstve s jedlom. Tradične je tejto skupine priradených 8 aminokyselín, vrátane leucínu, fenylalanínu a tryptofánu.
Podmienečne esenciálne aminokyseliny môžu byť tvorené metabolizmom iných aminokyselín alebo komplexných metabolitov obsahujúcich dusík. Je však rozhodujúce, aby bol podľa potreby k dispozícii dostatok prekurzorových molekúl pre syntézu. Skúsenosti ukazujú, že bezproteínová strava a niektoré choroby môžu viesť k tomu, že aminokyseliny tejto skupiny (aspoň dočasne) nedokáže telo dostatočne syntetizovať. Neesenciálne aminokyseliny sú tie, ktoré sa produkujú v ľudskom metabolizme.
V organizme existuje veľké množstvo aminokyselín, ktoré nie sú zabudované do bielkovín, ktoré sa označujú ako neproteinogénne aminokyseliny. Majú dôležitú funkciu ako produkt intermediárneho metabolizmu, sú zložkami koenzýmov, slúžia ako neurotransmitery v centrálnom nervovom systéme, ako prekurzory biogénnych amínov a na syntézu hormónov.
Potreba bielkovín sa líši od človeka k človeku. Závisí to od veku a životnej situácie. Pre zdravých dospelých platí potreba bielkovín 0,8 - 1 g/kg telesnej hmotnosti.
Viac informácií nájdete v knihe „Nutričná medicína“ od Biesalski et. al (Kapitola 8 „Proteíny“, ISBN: 9783131002945).
4. Enzýmy
Takmer všetky známe enzýmy sú bielkoviny. Najvýznamnejšie vlastnosti enzýmov sú ich katalytické vlastnosti a špecifickosť. To znamená, že urýchľujú reakcie miliónkrát alebo viac. Bez nich by väčšina reakcií v biologických systémoch neprebiehala vnímateľným spôsobom. Enzýmy sú vysoko špecifické, a to tak z hľadiska katalyzovanej reakcie, ako aj z hľadiska výberu reaktantov substrátov.
Stryer „Biochémia“ v kapitole 8 „Enzýmy: základné koncepty a kinetika“ (ISBN: 978-3-662-54619-2).
5. hormóny
Pojem hormón (grécky: horman = rozprúdiť, vzrušiť) ako kolektívny pojem pre chemické látky prenášajúce informácie je možné interpretovať rôznymi spôsobmi. Podľa „klasického“ pohľadu tento termín označuje signálne látky, ktoré sa syntetizujú v špecializovaných orgánoch (alebo tkanivách), hormonálnych žľazách. Tieto žľazové hormóny, ako sú hormóny štítnej žľazy alebo inzulín, sa takmer vždy dostanú do svojich cieľových orgánov krvou, kde si vytvárajú svoje regulačné funkcie na biochemickej a fyziologickej úrovni.
Hormóny navzájom interagujú a v mnohých prípadoch tvoria hierarchické systémy.
Viac informácií si môžete prečítať v knihe „Biochémia výživy“ v kapitole „1.4 Hormonálna regulácia“ (ISBN 978-3-8274-2041-1).
6. Bielkoviny v potravinách
Najviac bielkovín nájdete v orechoch, strukovinách a mäse. Na základe ich celkovej hmotnosti majú orechy priemerný obsah bielkovín okolo 17 percent. U strukovín je to 15 percent. To je pre rastliny neobvykle vysoké. Napríklad obilie, ryža a zemiaky poskytujú bielkoviny iba v jednomiestnom percentnom rozmedzí. V prípade ovocia je to priemer 0,7 percenta. Obsah bielkovín v mäse je výrazne vyšší: až 19 percent.
Medzi potraviny bohaté na bielkoviny patria okrem mäsa, rýb, mliečnych výrobkov a vajec najmä strukoviny, ako je sója, šošovica a hrášok. K prísunu bielkovín prispievajú aj obilné výrobky, ako je chlieb.
| Jedlo | Veľkosť porcie (jedlá časť) | Obsah bielkovín v g | |
| na 100 g | na jednu porciu | ||
| Rastlinné potraviny | |||
| Tofu, varené | 100 g | 16 | 16 |
| Celozrnné cestoviny, varené | 200 g | 6. | 12 |
| Šošovka, varená | 120 g | 9 | 11 |
| Hrášok, zelený, varený | 150 g | 7. | 10.5 |
| Huby, varené | 200 g | 4 | 8. |
| ovsené vločky | 6 lyžíc (60 g) | 13 | 8. |
| Sójový nápoj | 1 pohár (200 ml) | 3.5 | 7. |
| Ružičkový kel, varený | 150 g | 4 | 6. |
| Zemiaky, olúpané, varené | 250 g | 2 | 5 |
| Zelené fazule, varené | 150 g | 3 | 4.5 |
| Vlašské orechy | 25 g | 16 | 4 |
| Celozrnný chlieb | 1 plátok (50 g) | 7. | 3.5 |
| Živočíšne produkty | |||
| Bravčové, varené | 1 ks (150 g) | 28 | 42 |
| Pstruh, varený | 150 g | 23 | 35 |
| Tvaroh (najmenej 20% tuku v sušine) | 150 g | 14 | 19 |
| Ementál (min. 20% tuku v sušine) | 1 plátok (30 g) | 34 | 10 |
| Vajce, varené | 1 kus (60 g) | 12 | 7. |
| Kravské mlieko (1,5% tuku) | 1 pohár (200 ml) | 3 | 6. |
| Jogurt (1,5% tuku) | 1 malý pohár (150 g) | 3 | 4.5 |
Rastlinné a živočíšne bielkoviny sa líšia zložením aminokyselín a biologickou dostupnosťou aminokyselín. Obsahujú bielkoviny z potravín živočíšneho pôvodu i. d. Zvyčajne všetky esenciálne aminokyseliny v dostatočnom množstve vzhľadom na požiadavku. Zeleninové jedlá často nemajú celé spektrum esenciálnych aminokyselín. To je možné kompenzovať cielenou kombináciou napríklad obilnín so strukovinami, ako je šošovicová zelenina s ryžou alebo hrachový guláš s chlebom. Zrná obsahujú nízky obsah lyzínu, treonínu a tryptofánu, ale vysoký obsah metionínu. Strukoviny obsahujú nízky obsah metionínu, vysoký obsah treonínu a tryptofánu. Biologická dostupnosť aminokyselín môže byť ovplyvnená krokmi kuchynského spracovania, ktoré menia štruktúru proteínov. Medzi ne patrí napríklad klíčenie a zahrievanie. Potravinové prísady, ktoré obmedzujú absorpciu uvoľnených aminokyselín, môžu znížiť biologickú dostupnosť. Tie obsahujú B. Triesloviny v obilninách a strukovinách.
7. Nedostatok bielkovín
Podvýživa bielkovín spôsobuje vážne choroby. U dospelých vedie chronická podvýživa s bielkovinovou energiou (PEM) okrem iného k úbytku hmotnosti, zníženiu svalovej a tukovej hmoty, zníženiu koncentrácie albumínu v krvnej plazme a výskytu opuchov. Existujú aj obmedzenia výkonu. U malých detí s podvýživou s bielkovinami, ale s dostatočným príjmom energie vo forme sacharidov sa vyvinie kwashiorkor (príznaky: masívny edém, znížená koncentrácia albumínu, tuková pečeň, svalová atrofia, poruchy rastu atď.). V prípade podvýživy s obsahom bielkovín a energie (napr. U dojčiat po dojčení) sa objavuje marazmus, kedy je v popredí svalová atrofia, strata tukovej hmoty, spomalenie rastu alebo stagnácia, úbytok telesnej hmotnosti, hnačky, náchylnosť na infekcie v dôsledku slabého imunitného systému a apatia. Obidve choroby sa vyskytujú hlavne v rozvojových krajinách.
Viac informácií nájdete v knihe „Nutričná medicína“ od Biesalski et. al (Kapitola 8 „Proteíny“, ISBN: 9783131002945).
8. Knihy
Schmidt, R.F., Thews, G. & Lang, F. (Ed.): Fyziológia človeka. 28. vydanie. Springer 2000
Novšie vydanie: Brandes, R., Lamg, F. & Schmidt, R. F. (Hg.): Physiologie des Menschen. 32. vydanie. Springer 2019
Hildebrandt, J.-P., Bleckmann, H. & Homberg, U.: Penzlin - učebnica fyziológie živočíchov. Springer Spectrum 2014
Tischler, W: Úvod do ekológie. Gustav Fischer 1993
Campbell, N. A .: Biológia. Pearson 2015
Scharf, K.-H. & Sebald, F.: Materiály pre sekundárnu úroveň II. Metabolická fyziológia, Schroedel 1999 Hannover
9. Ľudia
Prof. Dr. Volkmar Wolters
Wolters vyštudoval biológiu, psychológiu a filozofiu na Univerzite Georga Augusta v Göttingene. Potom získal doktorát. Od roku 1995 pôsobí na univerzite Justusa Liebiga v Giessene. Tam vedie Ústav pre ekológiu zvierat a špeciálnu zoológiu. Jeho výskum sa zameriava na pôdnu a krajinnú ekológiu, priestorovo explicitný výskum biodiverzity, molekulárnu ekológiu, výskum suchozemských ekosystémov a živočíšnu biodiverzitu. Predtým bol prezidentom spoločnosti pre ekológiu.
Prof. Dr. Peter Stehle
Pán Stehle je výživový fyziológ. Bol predtým prezidentom Nemeckej spoločnosti pre výživu. Vedie Inštitút pre výživovú a potravinársku vedu na Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität v Bonne.
Prof. Dr. Harald Schwalbe
Pán Schwalbe je biochemik. Vedie Ústav pre organickú chémiu a chemickú biológiu na Goetheho univerzite vo Frankfurte nad Mohanom.
Zainteresovaní poslucháči nájdu ďalšie informácie o jednotlivých programových témach ako ďalší materiál na tejto stránke.
Dodatočné materiály sú uvedené v poradí, v akom boli kľúčové slová spomenuté v programe. Materiály boli vytvorené v čase prístupu 20. novembra 2019:
DR. Sandra Habicht, Jana Roßney