|
Wyobraźmy sobie, że chcemy z 20
różnych aminokwasów zbudować łańcuch białkowy o długości 100
aminokwasów. Okaże się, że możemy uzyskać aż 20^100 różnych łańcuchów,
z których każdy będzie się różnił od pozostałych przynajmniej w
jednym miejscu. Przedstawiciele kierunków ścisłych wiedzą, że jest
to liczba olbrzymia, właściwie - niewyobrażalna; dodam dla porównania,
że liczbę wszystkich atomów w kosmosie szacuje się na 20^80. Tak więc
to aminokwasy decydują o niezwykłej różnorodności organizmów; to
one sprawiają, że znalezienie dwóch identycznych osobników jest
praktycznie niemożliwe. Mówię tu o organizmach, które żyły od początku
świata, obecnie i w niewyobrażalnie odległej przyszłości.
Widzą Państwo zatem, że białko
nie jest pojedynczym składnikiem, lecz - zestawem różnych aminokwasów;
dwa białka mogą różnić się pomiędzy sobą nie mniej niż
"Mercedes" od "Syrenki", czasem zaś - dużo
bardziej. (Ponomarenko, 1983)
Jest rzeczą oczywistą, że
organizm w okresie wzrostu potrzebuje białka do budowy swego ciała, i
to w ilości tym większej, im szybciej rośnie. Po co jednak miałby
spożywać białko organizm dorosły, utrzymujący stałą masę ciała?
Otóż pewna ilość białek w naszym organizmie, rzędu 300 g na dobę,
nieustannie się rozpada, niczym pierwiastek promieniotwórczy. (Waterlow
i wsp., 1977; Ziemlański, 1981). Powstałe podczas tego rozpadu
aminokwasy są z powrotem przemieniane w białko, ale niestety, nie
wszystkie. Część z nich degraduje się nieodwracalnie do prostszych
związków azotu, jak amoniak, mocznik, kwas moczowy czy kreatynina.
Szacując z grubsza, możemy przyjąć, że odpowiada to utracie
przynajmniej 30 g białka dziennie u mężczyzny ważącego ok.
70 kg.
Naiwny optymista mógłby zatem
sądzić, że wystarczy zjeść te 30 g białka i problem mamy załatwiony.
Tak, ale wiemy przecież, że poszczególne białka mogą się bardzo różnić
składem aminokwasowym. Musielibyśmy zatem zjeść przynajmniej 30 g
białka o identycznym składzie aminokwasowym jak to, które organizm
stracił. Takie białko, o idealnym składzie aminokwasowym, nauka
nazywa białkiem doskonałym albo - wzorcowym. Niestety,
mimo wielu badań, nie do końca znamy jego skład, przynajmniej - u człowieka.
Warto wiedzieć, że organizm
zwierzęcy potrafi sam wytworzyć większość spośród 20 aminokwasów,
ale w przypadku 8 z nich okazuje się bezradny i musi je
otrzymać z zewnątrz, w pożywieniu. Nazwa pochodzenia greckiego: aminokwasy
egzogenne oznacza właśnie pochodzące z zewnątrz. Badania
naukowe prowadzone przez cały XX wiek pozwoliły ustalić skład
aminokwasowy praktycznie wszystkich białek posiadających znaczenie żywieniowe,
a także oszacować ich jakość, czyli prawdopodobny stopień
wykorzystania (w %) do celów budulcowych organizmu. Powiem dla przykładu,
że jeśli jakość białka wynosi 50%, to znaczy, że może ono być
wykorzystane przez organizm tylko w połowie; na tyle po prostu pozwala
jego skład aminokwasowy. Chcąc zatem wyrównać dzienny ubytek białka
"doskonałego", wynoszący 30 g, musimy zjeść dwa razy tyle
białka o 50% jakości, czyli - 60 g.
Przyjmuje się, że najlepszy
skład aminokwasowy w przyrodzie posiada białko całego jaja
kurzego (bez rozdzielenia na "żółtko" i "białko").
W badaniach na różnych zwierzętach doświadczalnych potwierdzono, że
jest ono wykorzystywane praktycznie w 100%. Inne białka nie są już
tak dobre, o czym świadczą dane zamieszczone w tabeli. (Szczygieł,
197)
Dane te mają już blisko 30
lat, ale ciągle zachowują swoją wartość. Pochodzą z czasów, kiedy
technika oznaczania aminokwasów osiągnęła już wysoki poziom,
wystarczający do oceny białek. Problemem zarówno wówczas, jak i
obecnie jest jednak skład "białka doskonałego". Nadal nie
został on precyzyjnie określony dla organizmu ludzkiego, zatem jajo
kurze ciągle może być wykorzystywane jako przybliżony wzorzec. Dla
ssaków, a więc także dla człowieka, jest ono zapewne nawet
"lepsze" niż ich "białko doskonałe"; może
być wykorzystane w 100% nawet kiedy się je "rozcieńczy" tak
kiepskim białkiem, jak żelatyna. (Rafalski, 1964)
Oznacza to, że w praktyce, zwłaszcza
w żywieniu człowieka, wiele białek może mieć wyższą jakość niż
na to wskazuje porównanie z białkiem jaja kurzego, ciągle jednak mamy
problemy z określeniem wzorcowego białka dla człowieka. Ściślej mówiąc:
istnieje szereg wzorców, różniących się między sobą nieraz w sposób
zdecydowany, co w praktyce oznacza brak jednego wzorca o
zadowalającej wiarygodności.
Dlatego znaczenie praktyczne
posiada uszeregowanie białek od najlepszego do najgorszego; zwykle
wzbudza ono stosunkowo najmniej kontrowersji. Z większą rezerwą
musimy natomiast podchodzić do podanych liczb. W poszczególnych doświadczeniach
biologicznych mogą one się różnić między sobą, ale ogólna
tendencja pozostaje niezmieniona.
| Nazwa produktu |
Jakość
białka [w %] |
| Jajko całe |
100 |
| Mięso wołowe |
71 |
| Wątroba wołowa |
70 |
| Mleko |
68 |
| Nerka wołowa |
65 |
| Serce wołowe |
65 |
| Kazeina (ser) |
58 |
| Nasiona słonecznika |
53 |
| Płatki owsiane |
46 |
| Drożdże |
45 |
| Ryż |
44 |
| Kiełki kukurydzy |
39 |
| Kiełki pszenicy |
38 |
| Pszenica |
37 |
| Kukurydza |
28 |
| Mąka pszenna jasna |
28 |
| Żelatyna |
0 |
Z tabeli wynika, że białka
pochodzenia zwierzęcego, choć nie tak znakomite jak białko całego
jaja, charakteryzują się na ogół "przyzwoitą" jakością,
rzędu 58-71%, górując wyraźnie nad roślinnymi (28-53%). Warto dodać,
że w zdecydowanej większości białek zwierzęcych występuje częściowy
niedobór aminokwasów zawierających siarkę: metioniny i cysteiny (Ponomarenko,
1974), w niektórych zaś - niedobór tryptofanu. (Rafalski i wsp.,
1975)
Na samym dnie tabeli znajduje się
jednak produkt pochodzenia zwierzęcego, żelatyna, która jest głównym
białkiem rozpuszczalnym kolagenu, pochodzącym z wygotowywanej tkanki
łącznej. W żelatynie mamy deficyt aż 5 aminokwasów egzogennych, co
jest zjawiskiem niezwykle rzadkim w przyrodzie. Tymczasem wystarczy brak
tylko jednego z ośmiu aminokwasów egzogennych, by jakość białka równała
się zeru.
Wypada tu powiedzieć kilka słów
o kolagenie. Jest to główne białko strukturalne organizmu. Właściwie
nie jest to pojedyncze białko o określonej strukturze, lecz raczej
klasa białek, których jest przynajmniej 12 rodzajów, dostosowanych do
wymagań różnych tkanek. Człowiek ważący 75 kg ma 12,5-15 kg białek,
z czego 6,5-7,5 kg to kolagen. (Davidson i Sittman, 2002) Rozumując
powierzchownie, możemy oczekiwać, że najlepiej jest objadać się
kolagenem. Niestety, jest to rozumowanie błędne, ponieważ o
potrzebach białkowo-aminokwasowych organizmu decyduje nie jego przeciętny
skład, lecz szybkość rozpadu różnych białek i konieczność ich
odnawiania.
Podam dla przykładu, że tzw.
"okres połowicznego rozpadu" białek wchodzących w skład
enzymów czy niektórych hormonów (np. insuliny i glukagonu) wynosi
kilka minut, zaś kolagenu wchodzącego w skład ścięgien, ścian tętnic,
błon mielinowych i nerwów obwodowych - ok. 300 dni. (Angielski i
Rogulski, 1991; Murray i wsp., 2002)
To właśnie szybkość zużywania
się poszczególnych części, a nie ich masa, decyduje o potrzebach
organizmu, dlatego tak trudno określić zapotrzebowanie na aminokwasy.
(Ponomarenko, 1983) Gdyby decydował o tym skład ciała, nie byłoby z
tym żadnych problemów. Niestety jest raczej tak, jak z samochodem:
najwięcej waży karoseria, ale częściej wymieniamy pióra
wycieraczek.
Może lepiej zjeść jakieś
porządne białko, np. mleka albo jaja kurzego. Kolagenu w nich nie ma,
a i tak kurczęta i cielęta rosną jak na drożdżach, przy czym prawie
połowę białek w ich ciele stanowi kolagen.
Jak widać, nie musi on
powstawać koniecznie ze zjedzonego kolagenu, tak jak włosy nie powstają
ze zjedzonych włosów, a kamienie moczowe - ze zjedzonych kamieni
moczowych.
Teoretycznie, jeśli mamy do
dyspozycji białko wątroby, o jakości rzędu 70%, to musimy go zjeść
około 45 g, aby utrzymać równowagę azotową organizmu (jakie straty,
taki dowóz). Ale "rozpaczliwe" utrzymywanie tej równowagi
nie musi oznaczać, że organizm żyje "pełnią życia". Myślę,
że raczej wegetuje, niczym rodzina, która utrzymuje się na poziomie
minimum socjalnego. Białka bowiem służą nie tylko do utrzymywania
masy ciała, ale pełnią szereg innych niezmiernie ważnych funkcji i
pod tym względem nie może ich zastąpić żaden inny składnik. Wchodzą
one w skład wielu cieczy wytwarzanych przez ustrój, np. krwi i płynów
śródtkankowych. Wpływają na krzepnięcie krwi i równowagę
kwasowo-zasadową; zapobiegają też obrzękom.
Z wyjątkiem sterydów i tzw. hormonów
tkankowych, w zasadzie prawie wszystkie pozostałe hormony są
pochodnymi białek lub aminokwasów. Ciała odpornościowe to też białka;
ich niedobór prowadzi do obniżenia odporności oraz zwiększenia
umieralności, zwłaszcza dzieci w wieku szkolnym. Białka lub niektóre
aminokwasy biorą udział w odtruwaniu organizmu; w przypadkach ich
niedoboru zwiększa się wrażliwość na trucizny przemysłowe i środki
ochrony roślin.
Białka niewykorzystane do
wymienionych celów ulegają spaleniu, przy czym na ogół jest to
proces bezpośredni. Przed kilkudziesięciu laty panował pogląd
(Janney, 1915), że białka muszą się najpierw przemienić w węglowodany
i dopiero wówczas ulegają spaleniu. Pogląd ten nie znalazł
potwierdzenia w nowszych badaniach naukowych}. (Lindsay, 1976; Dong
i Freedland, 1980)
Teoretycznie białka, a właściwie
niektóre zawarte w nich aminokwasy, mogą się przemieniać w węglowodany,
ale - nie lubią. Można je zmusić do takiej przemiany tylko przy zbyt
niskim spożyciu węglowodanów w stosunku do potrzeb mózgu. Taka
nienaturalna sytuacja występuje wyłącznie u osób głodujących lub
stosujących dietę niskowęglowodanową.
Wszystko, co dotychczas napisałem
o potrzebach białkowych organizmu w tym rozdziale, dotyczy osób żywiących
się "normalnie", to znaczy spożywających kilkaset gramów węglowodanów
na dobę, bo takie właśnie osoby były najczęściej przedmiotem badań
naukowych. Przeanalizujmy teraz ten problem w przypadku bardzo niskiego
spożycia węglowodanów.
Jak podałem wcześniej, w
organizmie dorosłego człowieka rozpada się ok. 300 g białka na dobę,
z czego organizm potrafi odtworzyć nawet 270 g, tracąc nieuchronnie
tylko ok. 30 g.
Taka oszczędna
gospodarka jest jednak możliwa tylko w wyjątkowych, sztucznych
warunkach eksperymentalnych, kiedy to organizm w ogóle nie
otrzymuje w pożywieniu białka, ale za to zjada dostateczne ilości
węglowodanów i tłuszczu.
Ktoś, kto chciałby się żywić
w ten nienaturalny sposób, musiałby jeść np. dużo cukru i smalcu,
wykluczając wszelkie produkty zawierające białko.
Tymczasem w stanie na
czczo dobowe straty białka wynoszą ok. 75 g, zaś na
diecie niskowęglowodanowej u trenujących sportowców - około
90 g. (Acheson i wsp., 1988) Zwracam uwagę, że jest to białko
"doskonałe"; niedoskonałego trzeba dostarczyć więcej, z
pewnością ponad 100 g na dobę.
Z tych prostych obliczeń
wynika jasno, że zapotrzebowanie na białko u osób stosujących dietę
niskowęglowodanową jest 2-3 razy wyższe niż w przypadku zwyczajowej
diety obfitującej w węglowodany.
Nauka o żywieniu wie zresztą
od dawna, że dodatek węglowodanów do diety obniża zapotrzebowanie na
białko (Howard i wsp., 1978), co jest zgodne zarówno z biochemią, jak
i z logiką.
Przedstawione fakty dowodzą,
że niskie spożycie węglowodanów musi być rekompensowane przez
wysokie spożycie białka (im mniej węglowodanów - tym więcej białka).
Jeśli dieta niskowęglowodanowa nie spełnia tego warunku, to staje
się dietą przewlekłego głodu białkowego, mogącą powoli
wyniszczać organizm w podstępny sposób.
Należy też zwrócić uwagę,
że bezsensowna przemiana aminokwasów w węglowodany po to, by te
ostatnie spalić, musi zwiększać zapotrzebowanie organizmu na enzymy,
a zatem - na witaminy i sole mineralne, a nawet, paradoksalnie, na samo
białko. Oto mamy błędne koło. Czy nie lepiej spalać od razu węglowodany?
Wiemy przecież, że przy spalaniu aminokwasów powstają różne związki
azotowe, które trzeba z trudem wydalić, a do tego - węglowodany są
dużo tańsze.
Niskie spożycie węglowodanów, wymuszające "scukrzanie" białka,
może doprowadzić do tego, że nie wystarczy go do pełnienia tych
funkcji, do których jest przeznaczone, a przecież wiemy, że nic
nie może go zastąpić.
Ze względu na wieloraką rolę
białek w organizmie ich niedobory, zależnie od stopnia i czasu
trwania, mogą prowadzić do różnych zmian chorobowych. (Szczygieł,
1975)
W przypadkach niedużych
niedoborów mogą wystąpić następujące objawy:
- zahamowanie wzrostu i
rozwoju młodych osobników;
- niedokrwistość
niedobarwliwa;
- zmiany degeneracyjne wątroby;
najpierw stłuszczenie, potem ogniska martwicze i wreszcie zanikanie
miąższu i przerost tkanki łącznej, a więc - marskość;
- spadek odporności;
- gorsza regeneracja
uszkodzonych tkanek;
- skłonność do owrzodzeń błony
śluzowej i przewodu pokarmowego.
W daleko posuniętych przypadkach
niedoboru występują\linebreak obrzęki, a u małych dzieci - tzw. kwashiorkor
i ogólne wyniszczenie.
Najczęściej przyczyną
niedoboru białek w organizmie jest niedostateczne pod względem ilościowym
lub nieprawidłowe jakościowo dostarczanie ich z pożywieniem. Jednakże
obok tych przyczyn zewnątrzpochodnych istnieją przyczyny wewnątrzpochodne,
do których należą:
- upośledzone trawienie lub
wchłanianie;
- wadliwe wytwarzanie białek
w organizmie przy niektórych chorobach;
- zwiększony rozpad białek
organizmu (stany gorączkowe, przyśpieszona przemiana materii
itd.);
- znaczne straty białek
(nerczyce, wysięki, przesięki, krwawienia, ropienia);
- zmieniona przemiana białek;
np. w cukrzycy więcej białek niż normalnie przemienia się w
glukozę, co może prowadzić do ich niedoboru;
- nadmierne ograniczanie spożycia
białek z obawy przed ich szkodliwym działaniem, np. w alergii lub
przy zmianach artretycznych;
- silnie zwiększone
zapotrzebowanie na białko w niektórych chorobach, np. w nadczynności
tarczycy.
Duże lub bardzo duże są straty
białka po urazach ciała, oparzeniach lub zabiegach operacyjnych. Oto
kilka przykładów:
Przy złamaniach kości ogólne
straty białka sięgają 1,5 kg, co odpowiada ponad 7 kg
tkanki mięśniowej. W przypadkach oparzeń ilość straconego białka
bywa równoważna białku zawartemu w 2 litrach osocza. Przy wysiękach
zapalnych lub większych ropniach rozpad białek organizmu dochodzi
niekiedy do 150 g dziennie! Tak duże straty mogą u ludzi niedożywionych
wywołać objawy niedoboru białkowego, czego wyrazem są niekiedy obrzęki,
pojawiające się po długiej i ciężkiej chorobie. Należy dodać, że
regeneracja białek ustroju jest stosunkowo powolna, a przy zbyt niskim
spożyciu białka może nigdy nie nastąpić w pełni. Z tymi faktami
należy się liczyć zarówno w lecznictwie, jak i w dietetyce.
Dodam, że w żadnych
publikacjach z zakresu biochemii i fizjologii żywienia nie znalazłem
informacji o klinicznych objawach nadmiaru białka u ludzi
zdrowych. Owszem, należy znacznie ograniczać jego spożycie w niektórych
chorobach, takich choćby jak niewydolność nerek, o czym klinicyści
od dawna doskonale wiedzą. Nie należy natomiast straszyć nadmiarem
białka ludzi o normalnej przemianie materii.
Na podstawie zdolności
organizmu do syntezy i wydalania mocznika szacuje się, że zdrowy człowiek
może systematycznie (nie - jednorazowo) zjadać do 400 g
białka na dobę. (Eaton i Konner, 1985) Nie są to dane wyłącznie
teoretyczne; takie ilości białka spożywali (i zapewne - spożywają)
niektórzy ciężarowcy, a w warunkach naturalnych - rdzenni Eskimosi.
Zwolennicy niskiego spożycia białka mówią o zatruciu organizmu
amoniakiem na dietach wysokobiałkowych, istnieją jednak doświadczenia
na zwierzętach zatrutych sztucznie związkami amonowymi, że właśnie
dieta o bardzo wysokim poziomie białka (80% !) najlepiej chroni
zwierzęta przed śmiercią. (Felipo i wsp., 1988)
Także koleżanki z mojej
katedry wykazały doświadczalnie ok. 30 lat temu, że w miarę wzrostu
poziomu białka w diecie rośnie odporność szczurów na zatrucie
pewnymi związkami chemicznymi, stosowanymi w rolnictwie.
W wielu swoich wystąpieniach
podkreślałem z naciskiem, że w nauce o żywieniu człowieka pojęcie przebiałczenie
nie występuje. Przed laty mówiło się o przebiałczeniu psów, jednakże
okazało się, że były to po prostu objawy niedoboru witaminy B6, która
jest niezbędna podczas przemian aminokwasów.
Myślę, że znacznie groźniejsze,
a do tego - bardziej prawdopodobne u osób spożywających niewiele węglowodanów,
jest "niedobiałczenie", choć to też nie jest nazwa naukowa.
Lepiej mówić po prostu "niedobór białka".
Przeciętny człowiek nie żyje
w inkubatorze. Atakują go stresy psychiczne, wypadki i urazy, skażenie
środowiska, skoki temperatury, bakterie, wirusy, grzyby i inne
szkodliwe czynniki. Czy obniżając spożycie białka do poziomu takiego
jak w krajach trzeciego świata, zwiększamy swą szansę przetrwania?
Pamiętajmy, że tłuszcz i węglowodany mogą powstać z białka,
ale białko nie może powstać z tłuszczu i węglowodanów, te
ostatnie bowiem nie zawierają w ogóle azotu.
Nie możemy więc w żadnym
wypadku mówić, że białko jest szkodliwe.
Oczywiście szkodliwy może
być nadmiar białka, ale na diecie niskowęglowodanowej jest on bardzo
trudny do osiągnięcia!
Osoby, których dieta zawiera węglowodany
w ilości chroniącej białko przed rozpadem} (nieco ponad 250 g na
dobę), mogą żyć długo i zdrowo, spożywając niewielkie
ilości tego składnika (40-50 g). Przykładem tego są mieszkańcy
niektórych "oaz długowieczności"; znamy ponadto wiele
przypadków indywidualnych. Produktem niskobiałkowym jest też mleko
kobiece; warto jednak zauważyć, że jest ono wyjątkowo bogate w węglowodany:
na 1 g białka przypada aż 6 g cukru laktozy, organizm niemowlęcia
nie musi więc "scukrzać" białka. Osoby stosujące dietę niskowęglowodanową
na taką oszczędność białka liczyć nie mogą.
Myślę, że Czytelnicy po
zapoznaniu się z przedstawionymi dotychczas faktami zgodzą się z ciągle
powtarzaną przeze mnie tezą, że niskie spożycie węglowodanów
wymaga wysokiego spożycia białka.
Na wyprodukowanie 1 g węglowodanów
organizm musi zużyć ponad 1,5 g białka. Jak już wcześniej pisałem,
komuś, kto zjada tylko 50 g węglowodanów dziennie, brakuje ich
przynajmniej 70 g do wymaganych 120 g. Musi na to zużyć ponad
100 g białek pochodzących z pożywienia lub - z własnych
tkanek, bo praw przyrody nie da się po prostu obejść. Co
lepiej wybrać? Nie zamierzam oczywiście namawiać nikogo do
zjadania 400 g białka na dobę, jak to czynią niektórzy ciężarowcy
i kulturyści, którzy za wszelką cenę chcą odnieść sukces, nie
bacząc na odległe konsekwencje zdrowotne. Organizm sportowca może to
wytrzymać przez jakiś czas, ale jest to dla niego z pewnością zbyt
duże obciążenie.
Chcę natomiast ostrzec, że dieta niskowęglowodanowa, a przy
tym - niskobiałkowa może, z teoretycznego punktu widzenia,
stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia i długości życia.
Żródło:
www.dobradieta.pl |