Fehérjék

Bár a fehérjék a kalorigén, energiaszolgáltató tápanyagok közé tartoznak (1g 4,1 kcal), csak speciális esetben használja a szervezet energiaforrásként (tartós éhezés vagy hosszan tartó fizikai terhelés). A fehérjék a szervezet struktúrájának kialakításában mint építőkövek szerepelnek, az élő sejtek legfontosabb alkotóelemei (pl. izomfehérjék). Pontosabban a fehérjék alapegységei, az aminosavak szükségesek az alapvető életfunkciók (pl. enzimműködés, szállítófeladatok a vérkeringésben és a sejthártyán keresztül, véralvadás, izomkontrakció, hormonműködés) kivitelezésében szereplő molekulák felépítéséhez.

A fehérjék emésztése és felszívása

A fehérjebontás (emésztéshez nagyon fontos) első lépése a fehérjedenaturáció (a fehérjék jellemző térszerkezetének megváltozása). A fehérjék bontása így már a gyomorsav által megkezdődik, de ugyanez történik pl. főzés során, sók hatására, mechanikus hatásra (tojásfehérje felverése). A fehérjék emésztését a gyomor és a bél fehérjebontó enzimei hajtják végre, és a folyamatok végeredményei az aminosavak.

  • A fehérjék lebontása a gyomorban a pepszinnel kezdődik. A hasnyálmirigyben elválasztott és a patkóbélben aktivált tripszin, kimotripszin és elasztáz endopeptidázok csak a polipeptidlánc belsejében lévő meghatározott peptidkötéseket bontják, míg a szintén a hasnyálmirigy által elválasztott exopeptidázok (karboxipeptidáz A és B) a fehérjemolekula C-terminális végéről hasítanak le aminosavakat. A folyamat kisebb mértékben szabad aminosavakat, nagyobb részben néhány aminosavból álló oligopeptideket eredményez.

  • A nagyobb részben keletkezett oligopeptidek további bontása a bélhámsejt kefeszegélyében helyet foglaló peptidázok közreműködésével folyik. Az aminopeptidázok és a dipeptidázok a peptidekből szabad aminosavakat hasítanak le, a dipeptidil-aminopeptidáz a peptidek aminoterminális végéről hasít le egy dipeptidet.

  • Az emésztés kb. 75%-ban szabad aminosavakat, valamint kb. 25%-ban di- és tripeptideket eredményez. Utóbbiak egy részét a sejten belüli peptidázok tovább bonthatják aminosavakra, de a felszívott di- és tripeptidek egy része a vena portae vérébe kerül.

Az aminosavak felszívása aktív transzporttal történik, azaz energiát és karrieranyagot igényel. A legtöbb aminosav képes Na+-facilitált transzporterek segítségével felszívódni.

  • A glükóz felszívása a bélben ugyanilyen mechanizmussal megy végbe. Az azonos karrier miatt a glükóz akadálya lehet az aminosav felszívásának, mert intenzív glükózfelszívás alatt szünetel az aminosavak transzportja.

A di- és a tripeptidek az aminosavaktól eltérően H+-hoz kapcsoltan szívódnak fel a bélhámsejtekbe, ahol döntő többségük aminosavakra emésztődik.

  • A di- és a tripeptidek felszívása gyorsabb is lehet, mint az aminosavaké.

Az aminosavak bejutása a sejtbe

A bélhámsejtekből a felvett aminosavak nagy része facilitatív aminosav-transzportereken keresztül kerül a vérbe, de a hidrofób aminosavak szabad diffúzióval is elhagyhatják a sejteket. A di- és a tripeptidek a saját transzportereiken keresztül jutnak a vena portae vérébe.

  • A fehérjeszerkezetben a hidrofób aminosavak a molekula belsejében, míg a hidrofil aminosavak a molekula felszínén, az élő rendszerekre jellemző vizes közegben a vízzel érintkező felületen helyezkednek el.

A vérbe jutott aminosavaknak a különböző szervek sejtjeibe való transzportját a γ-glutamil ciklus teszi lehetővé.

  • A sejtmembránban lévő γ-glutamil-transzferáz enzim segítségével a glutation (GSH; γ-glutamil-ciszteinil-glicin tripeptid) glutamátjára tevődik át a transzportálandó aminosav, így jut a sejtplazmába. Itt egy glutamil ciklotranszferáz gyűrűvé zárja a glutamátot, miközben a bejuttatott aminosav szabadon lehasad. A maradó gyűrűs oxoprolinból a közben már szabadon lévő cisztein és glicin, ill. három ATP energiájának felhasználásával három lépésben glutation keletkezik, amely képes újabb aminosav felvételére.

A fehérjék hasznosulása

Az emberi szervezetben az építőköveket 20 féle aminosav jelenti, amelyek egy részét a szervezet képes előállítani (szintetizálni) más aminosavakból (transzaminálás), más részüket (az esszenciális aminosavakat) nem, ezeket mindenképpen külső forrásból kell bejuttatni.

A szervezet az aminosavakból szintetizálja meg saját fehérjeláncait. Az aminosavak egymással kovalens kötéssel kapcsolódnak, majd az aminosavakból álló peptidlánc térbeli alakzatot vesz fel, és ez alapján két különböző csoportra oszthatjuk a fehérjéket: α-helix és β-lemez.

  • Az aminosavak nem csak a fehérjék, hanem a purinok és pirimidinek (azaz a nukleotidok és nukleinsavak), továbbá hormonok, neurotranszmitterek, poliaminok, foszfolipidek, kreatin, metildonor-vegyületek szintéziséhez is szükségesek.

A fehérjék térszerkezetük alapján végső soron két nagy csoportba sorolhatók. A fibrilláris fehérjék (pl. keratin, kollagén) szálas, rostos szerkezetű, vízben nem oldódó szerkezeti fehérjék. A globuláris fehérjék (pl. kazein, ovalbumin) gombolyagszerű, vízben jól oldódó, kolloid oldatot képező molekulák. Többségük enzim, a sejtekben lejátszódó kémiai átalakulásokat irányító katalizátor.

Az étrend fehérjéinek szerepe

A szervezet fehérjeállományának nagy része folyamatosan megújul, a fehérjék lebomlanak és szintetizálódnak. Átlagos, felnőtt emberben a napi fehérjelebomlás 200-350g között van. Az ebből származó aminosavak legnagyobb része visszaépül a fehérjékbe (Fonyó, 2011).

Naponta kb. 50g lebomlott fehérjéből keletkező aminosav azonban az intermedier anyagcsere folyamataiban nitrogénmentes vegyületekké alakulva oxidálódik (Fonyó, 2011). A dezaminálódás során lehasadó ammónia/ammóniumionok a májban ureát képeznek, és az aminosav-anyagcsere más végtermékeivel együtt (kreatinin, húgysav és a vesében keletkező ammónia/ammóniumionok) a vizelettel kiürülnek.

A bekövetkező aminosav-veszteség miatt a szervezet rendszeres fehérje-/aminosav-bevitelre szorul, mert amennyiben a szervezet a peptidlánc szintézise során egy olyan aminosavhoz érkezik, amely nem áll rendelkezésre, a fehérjelánc szintézise megáll, és a szükséges fehérje nem készül el. Ezért rendkívül fontos a megfelelő fehérjetartalmú táplálék fogyasztása.

A nitrogénmérleg

Fiziológiás körülmények között felnőttben a táplálékkal felvett aminosavak nitrogéntartalma megegyezik a vizeletben ürült bomlástermékek nitrogéntartalmával, így a szervezet nitrogénmérlege egyensúlyban van (nitrogénegyensúly). Az egyensúly eléréséhez napi kb. 80g (~0,8-1g/ttkg) fehérje bevitele szükséges.

  • A nitrogénürítésben (kisebb pontatlanságot okozva) általában nem vesszük tekintetbe a széklettel ürülő fehérjéket, amelyek a levált bélhámsejtekből, enzimekből stb. származnak. A valóságban a fehérjeszükséglet valamivel magasabb, mint amennyit a vizelet nitrogéntartalma alapján számítunk.

Amennyiben a szervezet nem jut annyi aminosavhoz, hogy a lebomlottakat pótolja (a táplálék fehérjehiánya vagy egyes esszenciális aminosavak hiánya esetén), a vizelettel ürített nitrogén több, mint a bevitt fehérjék nitrogéntartalma (negatív nitrogénmérleg).

  • Átlagos étrend mellett a táplálék fehérjéi nagyobb részben a fehérjeszintézishez szükséges aminosavak pótlására fordítódnak, és csak kisebb részben szolgálnak energiaforrásként. Éhezés során azonban nem csak a táplálékkal bevitt, hanem a szervezet saját fehérjéi is energiaforrások, és a glükoneogenezisben nélkülözhetetlenek.

A fejlődő, növekedésben lévő szervezetben (ideértve az izomhipertrófiát is) a megemelt fehérjebevitel mellett a bevitt fehérjék nitrogéntartalma meghaladja a vizelettel ürített bomlástermékek nitrogéntartalmát (pozitív nitrogénmérleg).

  • A fehérjeraktározás (fehérjeappozíció) azonban nem a fehérjebeviteli többlettől függ, hanem hormonális szabályozás alatt áll. Ezért ha az étrend fehérjetartalma a szükségesnél több, az aminosav-fölösleg energiaforrásként szolgálhat, vagy szénhidrát, ill. zsír formájában raktározódik.
  • A túlzott fehérjefogyasztás emésztési zavarokat okoz, hatására megnövekszik a vér húgysavtartalma, és húgysavas sók rakódnak le a különböző szövetekben, elsősorban az ízületekben (köszvény), ill. a metabolizmusából az ammónia is felszaporodik.

Kapcsolat: natstrength@gmail.com