Metabolizmus bielkovín Čo sú to bielkoviny
Výňatok z „Nožnica mlynček„z Alexandre-Gabriel Decamps (okolo roku 1840)
Bielkoviny sú zložité molekuly zložené z takzvaných aminokyselín. Na rozdiel od mastných kyselín v tele, tieto kyseliny zvyčajne obsahujú „prídavky“, ktoré obsahujú dusík („aminoskupiny“). Bielkoviny sú ústrednými zložkami všetkých živých organizmov - sú to kľúčové látky života s rôznymi funkciami. Typ ich štruktúry je určený v genóme. Na rozdiel od všetkých ostatných zložiek bunky je ich syntéza riadená genómom samotného bunkového jadra. Desať z 20 aminokyselín, ktoré sa nachádzajú v psoch, je pre psy nevyhnutné a nemožno ich syntetizovať samy. Musia byť preto zahrnuté v strave, pretože inak by sa vyskytli príznaky a nedostatky závažného nedostatku. Ostatné aminokyseliny sa syntetizujú vo vlastnej pečeni psa.
Najrôznejšie funkcie bielkovín
Esenciálne aminokyseliny pre psov
Bielkoviny patria medzi najdôležitejšie zložky živočíšneho tkaniva a zložky telesných tekutín. Pes ich potrebuje na udržanie telesnej látky (trvalá degradácia a procesy remodelácie v tele), ako aj na syntézu tkaniva (rast, rozmnožovanie, hojenie), mlieka, sekrétov alebo enzýmov. Rôzne proteíny môžu pozostávať z niekoľkých tisíc chemicky spojených aminokyselín.
Príklad: Všade v pohybovom aparáte psa sú proteíny s rôznymi úlohami. Napríklad sú štruktúrnou súčasťou mäkkej neminerálnej časti kostí alebo kĺbov (vrstva chrupavky). Naopak v šľachách svalov sú základné prvky prenášajúce silu zložené z bielkovín. Vo svaloch sú zase kontrakčné vlákna generujúce silu tvorené bielkovinami.
Mimochodom: Proteíny možno použiť aj na výrobu energie v prípade intenzívneho fyzického stresu. Alebo povedané všeobecne: v každej situácii, v ktorej už nie je k dispozícii dostatok mastných kyselín a sacharidov ako zdrojov energie. To sa však u psov zvyčajne deje iba v malom rozsahu. Je energeticky veľmi nákladné prevádzať bielkovinové stavebné bloky na cukor poskytujúci energiu (glukózu). Tento výkon syntézy tiež stresuje pečeň, spotrebuje veľa vody a zvyšuje telesnú teplotu. Okrem toho telo nemá veľa voľných zásob bielkovín a rozpad životne dôležitých štruktúr tela by rýchlo narušil všetky funkcie tela, čo by viedlo k poklesu výkonu a nakoniec k ochoreniu psa.
Bielkoviny sú v potravinách nadbytočné?
 |
Rôznorodé vedecké výskumy na ľuďoch a zvieratách ukazujú, že bielkoviny majú veľký význam pre výživu psov najmä z dvoch dôvodov. Na jednej strane preto, lebo je to popísané esenciálne aminokyseliny obsahuje, ktoré si pes nemôže syntetizovať sám. Na druhej strane preto, lebo bielkoviny uspokojujú fyziologické potreby organizmu dusík možno zakryť.
Dusík je na druhej strane mimoriadne dôležitým kvantitatívnym prvkom. Vyskytuje sa v každej bunke tela a je nevyhnutný napríklad na to, aby pes mohol syntetizovať neesenciálne aminokyseliny. Dusík sa však nachádza aj v mnohých ďalších bunkových zložkách, ako sú nukleové kyseliny („nukleové kyseliny“) alebo signálne látky v mozgu („neurotransmitery“).
Ak by ste - teoreticky - poskytovali psovi koncentrát esenciálnych aminokyselín („jedlo pre astronauta“) a ponúkali by ste mu aj nebielkovinový zdroj dusíka, jeho potreba bielkovín by bola nulová. Sám by mohol syntetizovať neesenciálne aminokyseliny pomocou dusíka. Ale: Bielkoviny v potrave, či už zo živočíšnych alebo rastlinných zdrojov, sú najefektívnejším a najprirodzenejším spôsobom zásobovania psa esenciálnymi aminokyselinami aj dusíkom.
Trávenie bielkovín začína v žalúdku
Tráveniu všetkých potravín predchádza mechanicko-fyzikálne spracovanie: Potraviny sa žujú žuvaním. Kyselina chlorovodíková v žalúdku a enzým pepsín potom spôsobujú denaturáciu a opuch bielkovín v žalúdku, čo je nevyhnutnou podmienkou pre enzymatické trávenie bielkovín. Ak krmivo obsahuje jednostranné množstvo krmiva obsahujúceho spojivové tkanivo, trávenie bielkovín v žalúdku môže dosiahnuť svoje hranice, pretože nie je dostatočná denaturácia.
Trávenie pepsínom a inými enzýmami začína v žalúdku. Tieto „chemické nože“ štiepia veľké molekuly bielkovín postupne na svoje zložky. Ak strávená potrava opustí žalúdok, tento proces pokračuje v tenkom čreve. Mnoho ďalších enzýmov, ktoré sa uvoľňujú z pankreasu do dvanástnika psa, pomáha pri ďalšom odbúravaní bielkovín. Tieto sa najskôr štiepia na polypeptidy, t. J. Chemické zlúčeniny zložené z maximálne 100 aminokyselín. Tieto sa potom ďalej rozkladajú, až nakoniec zostanú iba dipeptidy pozostávajúce z 2 aminokyselín a jednotlivých aminokyselín. Bielkoviny, ktoré ešte neboli strávené v tenkom čreve, môžu byť čiastočne rozdelené baktériami v hrubom čreve.
Dipeptidy a aminokyseliny sa potom transportujú cez črevnú stenu do krvných ciev a odtiaľ do pečene veľkého syntetického orgánu. V tejto organickej továrni na psy sa syntetizujú neesenciálne aminokyseliny a veľa bielkovín, najmä z krvi. Ostatné bunky tela používajú tieto aminokyseliny na tvorbu svalov, orgánových tkanív, pokožky alebo vlasov a mnohých ďalších bunkových bielkovín. V udržiavacom metabolizme je preto väčšina voľných aminokyselín prúdiacich do krvi z pečene absorbovaná svalmi a menšou časťou orgánov, pokožkou a vlasmi. Pretože proteíny v tele podliehajú neustálym procesom premeny a degradácie, životnosť proteínu sa pohybuje od niekoľkých dní do niekoľkých týždňov. Okrem týchto metabolických procesov si môžu najmä svaly a orgány ukladať určité množstvo bielkovín („labilná rezerva“) a v prípade potreby ich uvoľňovať späť do organizmu.
K odbúravaniu aminokyselín dochádza tiež v pečeni. Konečným produktom je hlavne takzvaná močovina bohatá na dusík, ktorá sa nakoniec vylučuje obličkami. Psy navyše strácajú bielkoviny, aminokyseliny a dusík stolicou, pokožkou a vlasmi. Hlavnou príčinou je exfoliácia povrchových buniek, ktoré samozrejme všetky obsahujú bielkoviny a dusík. Straty dusíka pri zmene srsti psa môžu byť značné: stratu je možné zvýšiť zo 4,5 na 14-krát.
Stanovenie potreby bielkovín u psa
Dlhodobý vedecký výskum na zvieratách a ľuďoch je základom všetkých moderných stravovacích odporúčaní. Pokiaľ ide o potrebu bielkovín, vedci používajú dva parametre, ktoré poskytujú informácie o neadekvátnom, správnom alebo nadmernom prísune bielkovín: Minimálna potreba výživových bielkovín je množstvo bielkovín, pri ktorých 1.) nastáva takzvaná „vyvážená dusíková bilancia“ Vedci definovali, že sa týka všetkých vekových skupín. To znamená, že sa nevylučuje príliš veľa ani príliš málo dusíka - absorpcia a vylučovanie dusíka sú v rovnováhe. Minimálna požiadavka na rastúceho psa je definovaná tak, že 2.) musí byť k dispozícii rýchlosť rastu primeraná druhu.
„Potreba bielkovín“ nakoniec popisuje potrebu esenciálnych aminokyselín a dusíka u psa. To, aké dôležité sú aminokyseliny, je možné vidieť na príklade esenciálnej aminokyseliny metionínu: S malým množstvom tejto aminokyseliny je možné dosiahnuť vyváženú dusíkovú rovnováhu aj u psa, ktorý je úplne bez bielkovín. Príjem metionínu však nezabráni nedostatku ďalších esenciálnych aminokyselín.
Vplyv na potrebu bielkovín
Popri množstve bielkovín v potravinách existuje veľa faktorov, ktoré môžu ovplyvniť opísanú dusíkovú rovnováhu a tým aj potrebu bielkovín. Patria sem: aminokyselinové zloženie bielkovín a ich stráviteľnosť, celkový energetický príjem alebo stupeň aktivity psov. Na súčasnú potrebu bielkovín má vplyv aj celý fyziologický stav zvieraťa (zdravie, pohlavie, rasa, vek) vrátane stavu výživy. Napríklad ak je pes dlhodobo nedostatočne zásobovaný bielkovinami, bude potrebovať určitý čas, kým sa mu doplnia „zásoby bielkovín“, aj keď je opäť správne kŕmený.
Odborníci na výživu zistili, že obsah tuku v potravinách je dôležitý aj z hľadiska potreby bielkovín: čím vyšší je obsah tuku (t. J. Energetická hustota) v potravinách, tým vyššia je koncentrácia bielkovín, ktorá je nevyhnutná na udržanie rovnováhy dusíkovej rovnováhy. Frekvencia kŕmenia má tiež vplyv na potrebu bielkovín: Niekoľko jedál zvyšuje obsah dusíka a tým aj potrebu bielkovín - mnohé ho znižujú.
Čo znamená kvalita bielkovín?
„Kvalita bielkovín“ zodpovedá rôznym celkovým množstvám bielkovín, ktoré sú potrebné na splnenie bielkovinových požiadaviek psa (t. J. Predovšetkým všetkých esenciálnych aminokyselín a dusíka): Ak je potrebných iba málo bielkovín, kvalita je vysoká a naopak.
Pretože odborníci na výživu a biológovia medzitým skúmali aj to, aké množstvo jednotlivých aminokyselín musí byť v potravine obsiahnuté, je možné určiť kvalitu použitých bielkovín, napríklad v celých potravinách, stanovením obsahu dusíka a množstva a zloženia esenciálnych aminokyselín. Čím viac sa kŕmny proteín podobá telesnému proteínu, ktorý sa má vo svojom zložení vytvoriť alebo udržať, tým vyššia je jeho biologická hodnota všeobecne. Bielkoviny živočíšneho pôvodu ponúkajú ideálne aminokyselinové vzorce pre rastúceho psa, ktorý si musí predovšetkým vytvárať svalové bielkoviny. V takom prípade by sójový proteín nebol veľmi vhodný, pretože jeho aminokyselinové spektrum je odlišné.
Ďalším faktorom kvality využiteľnosti bielkovín je ich stráviteľnosť: Môže to byť medzi 33 (kosti) a 98 percentami (čerstvé mäso). Pri prijímaní stravovacích odporúčaní je preto nevyhnutná informácia o stráviteľnosti bielkovín. Príklad: Pri kŕmení čistými zmesami aminokyselín, ktoré pes nemusí ďalej tráviť, je možné maximálnu koncentráciu aminokyselín zistiť v pečeni 30 až 60 minút po požití. Aminokyseliny z mäsa naopak trvajú jednu až dve hodiny. U bielkovín, ktoré sú ťažšie stráviteľné, to môže trvať až 6 hodín. To môže viesť k rozkladu bakteriálnych bielkovín a k pustošeniu psa.
Všeobecné pokyny k požiadavkám na bielkoviny (udržiavací metabolizmus)
Tehotenstvo a bielkovinové požiadavky
Odporúčania pre denný prísun bielkovín u gravidných súk v gramoch stráviteľnej dusíkatej látky/zviera od 5. týždňa gravidity
Najmä v druhej polovici gravidity potrebuje sučka nadpriemerný podiel vysoko kvalitných bielkovín v strave, aby mohol vývoj jej potomkov nerušene pokračovať. Napríklad sučka s hmotnosťou 20 kg bežne potrebuje 30 až 40 (47) gramov bielkovín denne. Teraz však musí prijať asi o 20 gramov viac, aby mohla splniť svoju úlohu - nechať rásť nový život. Najbežnejšou výživovou chybou u gravidných súk je, bohužiaľ, nedostatočný prísun bielkovín. Ich účinkom, napríklad šteniatkam s podváhou, sa dá vyhnúť konzumáciou kvalitných kompletných potravín počas tehotenstva. Takéto krmivo, najmä ak je špeciálne vyrobené pre gravidné sučky, má vysoký a ľahko stráviteľný obsah bielkovín, najmä zo živočíšnych zdrojov, ktorý plne pokrýva potreby gravidnej sučky.
Dojčiace ženy a bielkoviny
Potreba bielkovín u laktujúcich súk sa značne zvyšuje kvôli vysokému množstvu vyprodukovaného mlieka a vysokému obsahu bielkovín v mlieku. Podobne ako energetická potreba, aj bielkovinová potreba sa zvyšuje na 3 - 5-násobok potreby údržby - a to ešte ďalej, ak je biologická hodnota dodaného proteínu nízka. Ak predpokladáte asi 80 g bielkovín v 1 litri psieho mlieka, znamená to, že pri 60% využití stráviteľného proteínu, ktorý ste prijali, musíte skonzumovať asi 135 g stráviteľného proteínu. Aby sa zabránilo tomu, že sučka príliš chudne, je absolútnym predpokladom vysokoenergetické jedlo s plnohodnotným proteínom, t. J. Bohaté na esenciálne aminokyseliny.
Psie mlieko a bielkoviny
Psie mlieko sa vyznačuje vysokým obsahom bielkovín (80 g na liter) a tuku, zatiaľ čo obsah mliečneho cukru je pomerne nízky. Čerešňové mlieko („mledzivo“), ktoré sučka produkuje počas prvých niekoľkých hodín a dní, obsahuje ešte viac bielkovín ako zrelé mlieko. Mnohé z týchto ďalších proteínov sú ochrannými látkami proti infekciám („imunoglobulíny“).
Pestovanie psov a ich potreba bielkovín
Ako už bolo spomenuté, šteňatá a mladé psy majú vzhľadom na svoj rast vysokú potrebu bielkovín. V prípade skorého odstavenia a/alebo skorého začatia prikrmovania je potrebné dodržať nasledovné: Pretože tvorba kyseliny chlorovodíkovej v žalúdku šteniat sa nezačne skôr ako 18. deň po narodení, môžu sa najmä dovtedy zložité bielkoviny tráviť iba pomalšie. Mnoho ďalších proteínov (napr. Vyššie uvedené protilátky z materského mlieka) a aminokyseliny v psom mlieku sa vstrebávajú do čreva bez predchádzajúceho trávenia. Dostatočný prísun bielkovín pre rastúce psy je potrebné zaručiť na začiatku doplnkového kŕmenia a najmä po odstavení. Rovnako ako u šteniat môže nedostatok bielkovín (nedostatok esenciálnych aminokyselín) viesť k poruchám rastu, kožným chorobám alebo k zníženej odolnosti voči infekciám u mladých psov.
Výkonnostné psy a ich požiadavky na bielkoviny
Aj keď sa proteíny dajú použiť aj na výrobu energie pri veľkej fyzickej námahe, u psov sa to deje iba v malom rozsahu. Premena stavebných blokov bielkovín na cukor procesom takzvanej gluko-neogenézy je pre pečeň veľmi nákladná, stresuje ju, konzumuje veľa vody a zvyšuje telesnú teplotu. Potravinový proteín má napriek tomu pre výkonnostné psy veľký význam, pretože intenzívny nepretržitý stres spotrebováva časť vlastných bielkovín v tele prostredníctvom zrýchlených procesov stavby a premeny. Biologicky vysoko kvalitné bielkoviny v potravinách môžu zabrániť príznakom nedostatku bielkovín (anémia, svalová slabosť) a podporovať regeneráciu po náročnom cvičení.
Mimochodom: Neexistujú žiadne vedecké dôkazy o tom, že obzvlášť vysoké hladiny bielkovín živočíšneho pôvodu v potrave pre psy na výkon môžu z dlhodobého hľadiska podporovať vývoj svalov.
Príliš málo a príliš veľa dobrej veci
Nedostatok esenciálnych aminokyselín, najmä v potravinách, má veľa účinkov. Ak napríklad chýba aminokyselina arginín, ktorú si pes nedokáže sám vyrobiť v dostatočnom množstve, nie je produkt metabolického odbúravania amoniak adekvátne detoxikovaný a vyskytujú sa silné kŕče a zvracanie.
Všeobecne platí, že psy s nízkym obsahom bielkovín majú matnú nevýraznú srsť, ktorá býva krehká. Zvýšená náchylnosť na infekcie a objavy sú ďalšími dôsledkami. Keď sa vytvorí menej tráviacich enzýmov, stráviteľnosť krmiva sa zníži. Ak nedostatok bielkovín pretrváva, objavuje sa anémia a príznaky podobné cukrovke. Šteňatá s nedostatkom bielkovín možno spoznať podľa všeobecnej ľahostajnosti, nedostatku temperamentu, úbytku hmotnosti a oneskoreného rastu kostry. Riedenie kĺbovej chrupavky a spomalenie dozrievania chrupavky s poruchami mineralizácie vedie k malformácii kostí. Ak je nedostatok bielkovín, množiace sa samice prinášajú slabé šteniatka. Prežívajúce mláďatá sa vyvíjajú zle.
Nedostatok bielkovín sa môže vyvinúť aj vtedy, ak pes trpí horúčkovitým ochorením alebo musí prežiť operácie alebo zranenia. Horúčka a hojenie rán sú spojené so zvýšenou spotrebou bielkovín. Ak tento zvýšený dopyt nie je uspokojený, vyvíja sa nedostatok bielkovín.
Aj keď je - ako už bolo spomenuté - výhodné kŕmiť viac bielkovín, ako je minimálna požiadavka, na druhej strane je potrebné varovať pred nebezpečenstvom nadmerného zásobovania bielkovinami: Napríklad, ak je nadmerný prísun bielkovín príliš dlhý, nevýhody pre psa - najmä pre staršie psy - nemožno vylúčiť. Napríklad v krvi stúpajú koncentrácie toxického vylučovacieho produktu močoviny. Konzumácia nadmerného množstva podradného proteínu na druhej strane vedie k fermentačným príznakom v hrubom čreve a vyrážkam, pretože tieto proteíny sa v čreve rozkladajú hlavne mikrobiálne. Rovnako ako u iných živín, aj u psa je optimálny prísun bielkovín v súlade s vedeckými odporúčaniami optimálny.
Interaktívny kurz
Epizóda 4