Co to jest białko? Rola, rodzaje i zapotrzebowanie?

Białka, zbudowane z aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi, są niewątpliwie jednymi z najbardziej wszechstronnych i niezbędnych składników każdej żywej komórki. Ich strukturalna złożoność oraz zdolność do przybierania rozmaitych form przestrzennych umożliwia realizację szerokiej gamy funkcji biologicznych, od katalizowania kluczowych reakcji chemicznych po pełnienie ról w procesach sygnałowych wewnątrz organizmu.

1. Struktura białek w przyrodzie
2. Rola białek
3. Rodzaje źródeł białka
4. Zapotrzebowanie na białko

Struktura białek w przyrodzie

Każde białko ma unikalną sekwencję aminokwasów, co decyduje o jego strukturze i funkcji. Białka mają cztery poziomy strukturalne: pierwotny (sekwencja aminokwasów), wtórny (np. alfa-helisy i beta-struktury), trzeciorzędowy (przestrzenna konformacja całego łańcucha polipeptydowego) i czwartorzędowy (zestawienie kilku łańcuchów polipeptydowych).

Można to porównać do koralików na sznurku, gdzie każdy koralik to aminokwas, a ich kolejność (struktura pierwotna) tworzy unikalny wzór, który składa się i zwija w trójwymiarowe kształty (struktura wtórna), układa się w skomplikowane, przestrzenne formy (struktura trzeciorzędowa), a następnie łączy się z innymi "sznurkami" tworząc większe kompleksy (struktura czwartorzędowa).

Przykładowe funkcji i mechanizm działania białek

Tabela: Zestawienie niektórych funkcji białek

Rola białek

Białka, będące podstawowymi składnikami każdego organizmu żywego, pełnią w organizmie niezwykle zróżnicowane funkcje, od przyspieszania reakcji biochemicznych po budowanie struktur komórkowych.

Enzymy niezbędne do wszystkich procesów w komórkach

Te złożone molekuły działają przede wszystkim jako enzymy, które są niezbędne dla wszelkich procesów metabolicznych w komórkach. Przyspieszają reakcje chemiczne, umożliwiając tym samym organizmowi szybką przemianę zróżnicowanych substancji i uzyskiwanie energii niezbędnej do życia.

Koordynacja funkcji i odpowiedzi

Nie mniej ważną rolę pełnią hormony białkowe, takie jak insulina, które regulują kluczowe nie tylko poziom cukru we krwi, ale też wzrost i rozwój. Hormony te działają jak cząsteczki sygnalizacyjne, które prowadzą komunikację między komórkami, tkankami i narządami, zapewniając koordynację ich funkcji i odpowiedzi na zmieniające się warunki wewnętrzne i zewnętrzne środowiska.

Funkcje budulcowe

Białka strukturalne, na czele z kolagenem, zapewniają integralność mechaniczną i strukturalną tkankom, nadając im wytrzymałość i elastyczność. Są one niezbędne dla budowy kości, skóry, włosów i ścięgien, ale też mięśni, czy naczyń krwionośnych, stanowiąc swoiste rusztowanie, na którym opierają się wszystkie inne komponenty komórkowe i tkankowe.

Rola odpornościowa

System odpornościowy również w dużej mierze zależy od białek, a konkretnie od przeciwciał, które identyfikują i zwalczają obce patogeny. Te specjalistyczne białka, np. immunoglobuliny, rozpoznają specyficzne struktury na powierzchni bakterii, wirusów i innych mikroorganizmów, umożliwiając ich neutralizację i usunięcie z organizmu.

Funkcja transportowa

Transportery, takie jak hemoglobina, są kolejnym przykładem białek o kluczowym znaczeniu dla życia. Hemoglobina przenosi tlen z płuc do wszystkich komórek ciała, gdzie jest on wykorzystywany w procesie wytwarzania energii, a następnie odprowadza powstały w procesie metabolicznym dwutlenek węgla z powrotem do płuc, skąd jest wydalany.

Podstawa funkcjonowania mięśni

Białka motoryczne, w tym aktyna i miozyna, odpowiadają za zdolność komórek i organizmu do ruchu, gdyż zlokalizowane są w mięśniach. Regulują zarówno zdolności lokomocyjne, jak i skurcze serca czy oddychanie. Są one podstawą dla funkcjonowania mięśni, co pozwala na wszelkie aktywności fizyczne.

Rodzaje źródeł białka

Białka zwierzęce

Wśród źródeł białka to produkty pochodzenia zwierzęcego, takie jak mięso, ryby, jaja i produkty mleczne, uznaje się za najbardziej wartościowe dla człowieka. Zawierają wszystkie niezbędne aminokwasy, których organizm ludzki nie jest w stanie samodzielnie wytworzyć. Są one konieczne dla syntetyzowania nowych białek tworzących każdy element ciała.

Co więcej, białka te charakteryzują się wysoką strawnością. To czyni je preferowanym wyborem, szczególnie dla osób aktywnych fizycznie, sportowców oraz tych, którzy są w okresie rekonwalescencji po chorobie lub urazach, gdzie zapotrzebowanie na białko jest zwiększone.

Białka roślinne

Białka roślinne również odgrywają ważną rolę w zrównoważonej diecie. Choć mogą one nie zapewniać pełnego spektrum aminokwasów niezbędnych samodzielnie, to ich odpowiednie połączenie, np. spożycie ryżu z grochem, może dostarczyć kompletnego profilu aminokwasowego. Białka roślinne, takie jak te znajdujące się w strączkach, orzechach, ziarnach i zbożach, dostarczają również dodatkowych korzyści zdrowotnych, takich jak błonnik i antyoksydanty, które mogą przyczyniać się do obniżenia ryzyka niektórych chorób przewlekłych.

Spektrum produktów o wyjątkowo wysokiej przyswajalności

Istnieje też na rynku spożywczym spektrum produktów o wyjątkowo wysokiej przyswajalności. Mowa tutaj o izolatach i koncentratach mlecznych, jajecznych czy roślinnych, a także odżywkach typu BCAA (aminokwasy z rozgałęzionymi łańcuchami bocznymi, czyli leucyna, izoleucyna i walina), czy EAA (aminokwasy niezbędne, czyli leucyna, izoleucyna i walina, treonina, tryptofan, lizyna, metionina, fenyloalanina, histydyna). Zapewniają one solidne dawki aminokwasów bez tłuszczu czy węglowodanów, przez co są niskokaloryczne.

Zapotrzebowanie na białko

W diecie dorosłych osób zapotrzebowanie na białko jest związane przede wszystkim z utrzymaniem masy mięśniowej oraz procesami regeneracji tkanek. Dla przeciętnego dorosłego bez aktywności fizycznej zaleca się spożycie około 0,8 grama białka na kilogram masy ciała każdego dnia, co daje wystarczające wsparcie dla podstawowych funkcji organizmu.

Rosnące zapotrzebowanie u osób starszych

W przypadku osób starszych zapotrzebowanie ulega zmianie, ponieważ wraz z wiekiem naturalnie dochodzi do pogorszenia trawienia, osłabienia syntezy białek i zwiększonego ryzyka sarkopenii, czyli utraty masy mięśniowej i stopniowego wyniszczenia organizmu. W związku z tym zaleca się, by osoby w starszym wieku spożywały około 1 do 1,2 grama białka na kilogram masy ciała na dzień, o ile nie występują choroby nerek czy wątroby. Taki poziom spożycia ma na celu wsparcie utrzymania masy mięśniowej oraz ogólnych funkcji neurologicznych.

Zapotrzebowanie u sportowców

Dla sportowców, którzy poddają swoje ciała intensywnym treningom, wymagania białkowe są jeszcze wyższe. Sportowcy wytrzymałościowi mogą potrzebować od 1,2 do 1,6 g/kg m.c. W przypadku sportowców siłowych lub tych, którzy pracują nad zwiększeniem masy mięśniowej, zapotrzebowanie na białko może wzrosnąć do poziomu 1,6-2,3 g/kg m.c. na dzień. Taka ilość białka pomaga w maksymalizacji procesów anabolicznych i regeneracji po treningu, co jest kluczowe dla wzrostu i naprawy mięśni. Jednak wartości te mogą być jeszcze wyższe u osób trenujących i odchudzających się jednocześnie.

Źródła:

Morton, R. W., Murphy, K. T., McKellar, S. R., Schoenfeld, B. J., Henselmans, M., Helms, E., Aragon, A. A., Devries, M. C., Banfield, L., Krieger, J. W., & Phillips, S. M. (2018). A systematic review, meta-analysis and meta-regression of the effect of protein supplementation on resistance training-induced gains in muscle mass and strength in healthy adults. British journal of sports medicine, 52(6), 376–384. https://doi.org/10.1136/bjsports-2017-097608