Żywiec 10.01.2008

Białko i jego rola w organizmie

Anna Gąsior

Fizjoterapia sem. V

Piśmiennictwo:

• „ Świat wiedzy” - ciało człowieka str. 166- 177, 173-174

• „Co pomaga a co szkodzi” wyd. Przegląd Reader's Digest, Warszawa 1997, str. 32- 33.

• http://studia.korba.pl/sciagi/chemia/1,13208,701,art.html

• biologia molekularna w internecie- podręcznik (http://zguw.ibb.waw.pl/~knbm/bmwi/podrek/pod_main.html)

• http://kn.am.gdynia.pl/nkzc/kz/kz_bialka.html

• http://www.spartan7.pl/content/view/83/34/

• http://www.sfd.pl/Rola_bia%C5%82ka_w_diecie-t315395.html

Źródła obrazów:

• wiz.pl/images/duze/2001/09/01090006.jpg

• http://www.strykowski.net/mleko/Biale_mleko_-_fotografia_-_mleczko_zdjecie_-_mleko_zdrowe_jest_1448.jpg

• www.kurdesz.com/image/ser.jpg

• www.route66.com.pl/wedliny/wedliny66_01.jpg

• www.junex-ryzbig.com.pl/zdjecia/pieczywo.gif

• www.animal-liberation.pl/uimages/Soja/soja5.jpg

• www.fit.pl/g/str/dietetyka/ziemniaki.jpg

Źródła tabel:

• http://zschpraca.webpark.pl/podzial_aminokwasow.htm

Plan pracy:

1. Budowa białka

2. Aminokwasy egzogenne i endogenne

3. Właściwości białek

4. Podział białek

5. Białko jako ważny składnik pożywienia

6. Norma spożycia białka

7. Trawienie białka w organizmie

8. Rola białka w organizmie

1. Budowa białka

Białko składa się ze stu tysięcy i więcej cegiełek. Te cegiełki to aminokwasy. Precyzyjne ich ułożenie decyduje o rodzaju białka. Nasz organizm nie umie magazynować większych ilości białka, toteż zapotrzebowanie na nie powinno być codziennie zaspakajane. Niektóre cegiełki, czyli aminokwasy, nasz ustrój potrafi sam sobie skonstruować (syntetyzować), o ile ma odpowiedni budulec i wówczas nazywamy je nie niezbędnymi (endogennymi), ale u dzieci - 10, a u dorosłych - 8 aminokwasów musi przyjść z pożywienia z, zewnątrz, bo organizm nie daje rady ich stworzyć, a są one niezbędne dla życia, dlatego też zostały one nazwane niezbędnymi (egzogennymi). Istnieje kilka sposobów klasyfikacji aminokwasów. Jednym ze sposobu jest podział na aminokwasy występujące w białkach. Białka są budowane przez 20 aminokwasów występujących w nich. Te same aminokwasy budują białka zwierzęce jak i roślinne.

• 2. Aminokwasy egzogenne i endogenne

Aminokwasy egzogenne są to aminokwasy, które nie są syntezowane w organizmie ludzkim, a ich obecność w białkach spożywanych decyduje o wartości odżywczej. Histydyna jest niezbędna dla dzieci do 12 roku życia, ale nie jest niezbędna dla dorosłych.
Aminokwasy endogenne są to aminokwasy, które są syntezowane w organizmie ludzkim.

Tabela 1
Aminokwasy egzogenne i endogenne

Aminokwasy egzogenne	Aminokwasy endogenne
Lizyna Metionina Leucyna Izoleucyna Histydyna Fenyloalanina Teroina Tryptofen Walina	Alanina Glicyna Aspargina Glutamina Seryna Cysteina Prolina Hydroksyprolina Arginina Tyrozyna

Wystarczy, że brakuje jednego, a już wszystko jest zachwiane. W ludzkim ciele powstaje około 300 gram białka dziennie, chociaż średnie spożycie białka wynosi zaledwie 70 gram dla osób nieuzupełniających diety o dodatkowe białko.

3.Właściwości białek

Właściwości fizyko-chemiczne białek są pochodną ich sekwencji i są ściśle powiązane z funkcją, jaką pełnią w organizmie. Rozpuszczalność białek w roztworach jest uzależniona od wzajemnego stosunku aminokwasów hydrofobowych i hydrofilowych. Do nierozpuszczalnych w wodzie należą skleroproteiny tkanki łącznej (rogi, paznokcie, włosy) oraz białka wchodzące w skład błon lipidowych (receptory błonowe). Przykładem rozpuszczalnych w wodzie, są białka osocza krwi (globuliny). Wskutek dużych rozmiarów cząsteczek (kilka - kilkaset nanometrów), ich wodne roztwory wykazują typowe właściwości koloidów hydrofilowych. O rozpuszczalności decyduje przede wszystkim zdolność do hydratacji. Białko w stanie stałym zmieszane z małą ilością wody tworzy galaretowaty żel. W miarę dodawania rozpuszczalnika białka rozpuszczają się bardziej i powstaje zol.

Charakteryzuje się on wysoką lepkością, obniżonym napięciem powierzchniowym, rozpraszaniem światła (efekt Tyndalla), aktywnością koloido-osmotyczną oraz podatnością na koagulację - zmianę żel-zol pod wpływem różnych czynników.

Czynnikiem poprawiającym rozpuszczalność większości białek są niskie stężenia soli, natomiast pod wpływem wysokich stężeń soli, niektórych kwasów

(kw. trichlorooctowy), soli metali ciężkich, rozpuszczalników organicznych (chloroform), a także wysokiej temperatury (>50^oC) następuje ich wytrącenie z roztworu. Białka wykazują także właściwości kwasowo-zasadowe, gdyż ich składniki - aminokwasy posiadają grupy funkcyjne zdolne do jonizacji. Przy pewnej charakterystycznej dla każdego białka wartości pH, nazywanej punktem izoelektrycznym, cząsteczki mają zerowy ładunek. Przy tej wartości rozpuszczalność większości białek osiąga minimum. Przy wartościach pH, różnych od punktu izoelektrycznego, proteiny występują w roztworze w postaci makrojonów, przez co mogą poruszać się w polu elektrycznym (elektroforeza). Roztwory białek działają buforująco w szerokich zakresach pH. Ponadto białka ulegają specyficznym rekcjom uwarunkowanym obecnością różnych grup funkcyjnych aminokwasów.

4. Podział białek

Pod względem wartości biologicznej odżywczej białka dzielimy na pełnowartościowe i niepełnowartościowe

Ta klasyfikacja jest uzależniona od składu aminokwasowego białek tj. czy zawierają i w jakim wzajemnym stosunku niezbędne aminokwasy, których jest 10 i których organizm nie może sam syntetyzować. Są to: fenyloalaniana, izoleucyna, metionina, lizyna, leucyna, treonina, tryptofan, walina, arginina i histydyna. Argininę i histydynę uważa się za niezbędne tylko dla dzieci.

Pełnowartościowe białka zawierają produkty pochodzenia zwierzęcego: mięso, wędliny, drób, podroby, mleko, sery, bryndza i jaja. Jedynym niepełnowartościowym białkiem zwierzęcym jest żelatyna.

Niepełnowartościowe białka są produktami pochodzenia roślinnego: mąka, pieczywo, makarony, kasze, ziemniaki, nasiona roślin strączkowych. Białko roślin strączkowych szczególnie soi, ma bardzo zbliżony skład aminokwasowy do białka tkanek człowieka i dlatego jest dla niego wartościowe.

5. Białko jako ważny składnik pożywienia

Białko występuje we wszystkich produktach pochodzenia zwierzęcego i roślinnego, lecz w niejednakowych ilościach.

Wartość biologiczna białek zależy od ich składu aminokwasowego. Aminokwasy są to najmniejsze związki budujące cząsteczki białka. Białka produktów pochodzenia zwierzęcego mają wyższą wartość biologiczną dla organizmu człowieka niż białka produktów pochodzenia roślinnego.
Białka produktów zwierzęcych zawierają wszystkie aminokwasy niezbędne i w odpowiednim stosunku ilościowym fakt ten zdecydował, że w potocznej mowie używa się określenia na białko zwierzęce pełnowartościowe lub wysoko wartościowe. Białka roślinne nie zawierają wszystkich niezbędnych aminokwasów lub zawierają je w ilościach nieodpowiednich i tym tłumaczy się określenie białka pochodzącego z produktów roślinnych jako białka niepełnowartościowego. W pożywieniu człowieka produkty pochodzenia roślinnego i zwierzęcego często występują razem, np. fasola z kiełbasą, mleko z chlebem, kasza z mlekiem, pierogi z serem. We wszystkich tych i podobnych połączeniach produktów w potrawach aminokwasy z białka pochodzenia zwierzęcego uzupełniają brakujące aminokwasy w białku pochodzenia roślinnego. Aby jednak białka powstałe z uzupełniających się aminokwasów były wykorzystane jako budulec zostaje w organizmie spalone jako materiał energetyczny.

6. Norma spożycia białka

Norma spożycia białka zależy od wieku, im organizm szybciej rośnie, tym zapotrzebowanie na białko jest większe. Największe zapotrzebowanie na białko mają niemowlęta: 3-4 razy większe zapotrzebowanie niż dorosły człowiek na kilogram masy ciała. Dorosły człowiek około 1g na 1kg masy ciała. Białko powinno być spożywane równomiernie w ciągu doby, musi występować w każdym posiłku u ludzi dorosłych. Ilość białka pochodzenia zwierzęcego powinna wynosić od 1/3 do 2/3 białka ogółem.

7. Trawienie białka w organizmie

1. Białko zaczyna być trawione w żołądku przez endopeptydazę np. pepsyna. Pepsyna rozbija wiązania peptydowe. Działanie pepsyny jest ułatwianie przez Ph środowiska żołądkowego, które powoduje denaturacje białka. Białka są rozkładane na oligopeptydy.

2. Oligopeptydy trafiają do jelita cienkiego, gdzie trypsyna i chymotrypsyna w procesie egzopeptydazy oligopeptydy są rozkładane na dipeptydy  i tripeptydy, następnie powstałe związki są rozkładane do aminokwasów prze peptydazy w procesie dipeptydazy

8. Rola białka w organizmie

Białka stanowią zasadniczy element budowy wszystkich tkanek ustroju człowieka i wielu czynnych biologicznie związków, jak enzymy i hormony. W tej postaci białka regulują procesy przemiany materii i wiele funkcji ustroju, zapewniając jego prawidłowy stan oraz przystosowanie się do zmian środowiska. Białkami są również przeciwciała i inne elementy układu odpornościowego ustroju, odpowiedzialne za jego obronę przed działaniem drobnoustrojów i wirusów oraz innych zewnętrznych czynników. Białka biorą również udział w utrzymaniu bilansu wodnego, regulując zawartość płynów w układzie krążenia oraz w przestrzeniach wewnątrz- i pozakomórkowych. Jeszcze inną funkcją białek jest rola transportowa; będąc związane z błonami komórkowymi, gdzie działają na zasadzie "pompy", lub znajdując się we wnętrzu komórek białka przenoszą różne substancje przez błony komórkowe - z jednego do drugiego krańca komórki. Białka obecne w płynach ustrojowych transportują substancje odżywcze oraz leki. Przykładem takiego białka jest hemoglobina przenosząca w ustroju tlen z płuc do tkanek. Odpowiedni dowóz białek decyduje o normalnym wzroście i rozwoju człowieka, regeneracji wydalanych lub uszkodzonych tkanek (np. regeneracji po treningu czy gojeniu ran), a zatem o zdrowiu ( i masie )  człowieka.
W ustroju białka podlegają ciągłemu rozpadowi i odnowie. Wynikiem rozpadu lub katabolizmu białek jest uwalnianie do krwi wolnych aminokwasów, które są zużytkowane częściowo do syntezy nowych białek, a częściowo po pozbawieniu atomów azotu (w wyniku procesu deaminacji) zostają wykorzystane jako źródło energii. W ciągu doby ulega rozpadowi 200-300 g białka, ale tylko 20-30 g aminokwasów zostaje wydalonych. Pozostałe aminokwasy służą resyntezie białka. Odnowa lub synteza białek w wyniku procesu anabolizmu wyrównuje straty wynikające z rozpadu poszczególnych białek. Gdy organizm jest zdrowy, istnieje równowaga między procesami katabolizmu i anabolizmu. Każde białko w ustroju posiada określony czas trwania, po którym jest rozkładane, co określa się terminem wymiany lub obrotu (turnover). Obrót białka jest u zdrowego człowieka dobrze zbilansowany. Zapobiega to nadmiernej akumulacji białka w ustroju. Przyjmowanie posiłków białkowych zwiększa obrót białka, który zmniejsza się w okresie międzyposiłkowym lub w okresie głodzenia. Stany patologiczne, jak np.: urazy, stany pooperacyjne, oparzenia, infekcje czy niewydolność wielonarządowa zwiększają rozpad białek ustrojowych, natomiast niedożywienie, unieruchomienie (np. długotrwałe leżenie w łóżku) oraz procesy starzenia zmniejszają syntezę białek. Dynamicznym wykładnikiem obrotu białka jest jego okres półtrwania, tzn. czas, w którym połowa danego białka ulegnie rozpadowi. Najdłuższy okres półtrwania mają tzw. białka strukturalne, wchodzące m.in. w skład błon komórkowych. Okres półtrwania białek regulacyjnych jest krótszy i wynosi np. dla albuminy ( mleko i białko jaja kurzego) surowicy krwi 20 dni, dla transferyny - 8 dni, dla prealbuminy - 2 dni, dla białka wiążącego retinol 10-12 godzin, a dla fibronektyny tylko 4 godziny. Białka o krótkim okresie półtrwania są wrażliwe na niedobory tego składnika w pożywieniu, a ich stężenie w surowicy krwi szybko ulega obniżeniu. Tę właściwość wykorzystuje się do oceny występowania niedożywienia białkowego. Białka zwierzęce, dzięki zawartości odpowiednich aminokwasów (np. sole glutaminianów) lub tworzeniu tzw. związków Maillarda (połączenie aminokwasów z cukrami) odgrywają w żywieniu rolę "smakowo-zapachową", mając także zdolność pobudzania łaknienia (np. substancje wyciągowe). W produktach białkowych zwykle w znacznych ilościach znajdują się witaminy z grupy B oraz niektóre składniki mineralne w postaci łatwo przyswajalnej przez ustrój człowieka. Tutaj dużą rolę gra okres półtrwania wiążący się z długością łańcuchów aminokwasów bo czym on większy tym białko jest trudniej wchłanialne a wiadomo, że wśród nas liczy się to bardzo bo czym białko ma krótszy łańcuch tym lepiej zjeść je na śniadanie czy po treningu

---