Białka (proteiny)

Białka są wielkocząsteczkowymi związkami zbudowanymi z aminokwasów, cząsteczek o szkielecie węglowym podobnym do kwasów organicznych, które jednocześnie zawierają azot w postaci grupy aminowej. Białka pełnią w organizmie przede wszystkim rolę budulcową. Stanowią około 15% masy ustroju, co odpowiada 10-12 kg u przeciętnego człowieka i 15 kg u 100 kg zawodnika sportów siłowych, głównie pod  postacią mięśni szkieletowych. Białkami są też enzymy, niektóre hormony (np. hormon wzrostu) i przeciwciała odpornościowe (immunoglobiny).

W zależności od pochodzenia białka pokarmowe dzieli się roślinne i zwierzęce. Białka pochodzenia zwierzęcego są uważane za biologicznie bardziej wartościowe, gdyż zwykle zawierają wszystkie potrzebne aminokwasy.

Białka zwierzęce (podobnie ludzkie) są zbudowane „jak z cegieł” z kombinacji tylko 20 aminokwasów, zwanych aminokwasami biogennymi lub białkotwórczymi (wszystkich aminokwasów jest znacznie więcej). Organizm człowieka jest w stanie zsyntetyzować 9 z nich, z tego powodu nazywanych biogennymi aminokwasami endogennymi (alanina, prolina, seryna, asparagina, cysteina, glicyna, glutamina, kwas asparaginowy, kwas glutaminowy). W odróżnieniu pozostałych 8 aminokwasów biogennych (9 u dzieci i osób starszych) określamy jako egzogenne; muszą one być dostarczane z pożywieniem i nie mogą być zastąpione przez inne aminokwasy. Należą do nich aminokwasy rozgałęzione (leucyna, izoleucyna, walina), aminokwasy siarkowe (metionina) oraz lizyna, fenyloalanina, treonina i tryptofan. Trzeba pamiętać, że  organizm człowieka może syntetyzować cysteinę z metioniny oraz tyrozynę z fenyloalaniny. Niemowlęta nie potrafią wytwarzać histydyny z zasad purynowych, a dzieci mają zmniejszoną zdolność syntezy argininy z ornityny. W warunkach zwiększonego zapotrzebowania na aminokwasy, np. w czasie znacznego zwiększania masy mięśniowej przez zawodników sportów siłowych i kulturystów może dochodzić do niedoboru histydyny i wówczas aminokwas ten wymaga dowozu w diecie.

Aminokwas zawarty w białku w najmniejszej ilości zgodnie z fizjologiczną zasadą „najsłabszego ogniwa” jest aminokwasem limitującym. Przykładowo w produktach zbożowych jest to lizyna (z tego powodu jest dodawana do pasz zwierzęcych opartych na zbożu), w żelatynie i kukurydzy najmniej zawarte jest tryptofanu, w soi i fasoli brakuje aminokwasów siarkowych i tryptofanu. Z kolei żelatyna, mleko i mięso są bogate w lizynę, rośliny strączkowe w lizynę i treoninę, a ziarna sezamu i słonecznika zawierają dużo aminokwasów siarkowych i tryptofanu. Wynika stąd, że z punktu widzenia dostarczania organizmowi pełnowartościowej diety z kompletem aminokwasów, korzystne jest łączenie w posiłkach: zbóż z żelatyną, kukurydzy z mlekiem, serami, ziarnem sezamu lub słonecznika oraz ryżu z roślinami strączkowymi. Na tym polega sekret właściwej diety - odpowiednei zestawienia pokarmów.

Najbardziej zbilansowane pod względem składu aminokwasów są jaja i produkty mleczne, co jest logiczne, gdyż jajo dostarcza wszystkich substancji pokarmowych do rozwoju pisklęcia, a mleko do rozwoju młodych ssaków.

Białka zawarte w pożywieniu ulegają trawieniu czyli rozkładowi w przewodzie pokarmowym pod wpływem enzymów soku żołądkowego i trzustkowego na wolne aminokwasy, które następnie są wchłaniane do krwi i transportowane do wątroby. W wątrobie aminokwasy podlegają przemianom metabolicznym (aminokwasy egzogenne mogą zostać przekształcone w aminokwasy endogenne lub w węglowodany i tłuszcze), a następnie są dostarczane przez krew do wszystkich tkanek gdzie służą do syntezy białek ustrojowych.

Białka mogą także zostać zużyte na cele energetyczne (pokrywają zwykle około 10-40% całkowitego zapotrzebowania kalorycznego).

Dowóz białek jest warunkiem rozbudowy masy mięśniowej. Nie oznacza to jednak, że wysokie spożycie białka zawsze prowadzi do przyrostu masy ciała. Opracowano specjalne wysokobiałkowe diety służące do redukcji masy ciała, co było wykorzystywane praktycznie już w czasie II wojny światowej jako tzn. „dieta pilotów amerykańskich”. Polegała ona na podawaniu wyłącznie produktów wysokobiałkowych np.: w 2-3 porcjach po 100 g białka (co odpowiadało 500-1000 g mięsa), przy jednoczesnym znacznym ograniczeniu węglowodanów i tłuszczy. Efektem był spadek masy ciała, wywołany przez niska kaloryczność diety oraz wzrost podstawowej przemiany materii.

W diecie sportowej stosowanej w dyscyplinach siłowych, której zasadniczym celem jest przyrost masy mięśniowej, wykorzystywane są białka w połączeniu z węglowodanami w proporcji wagowej 1 do 4. Warunkiem zwiększenia beztłuszczowej masy ciała czyli masy mięśni konieczne jest uzyskanie dodatniego bilansu azotowego. Warto tu przypomnieć, że azot ustroju zawarty jest przede wszystkim w aminokwasach. Oznacza to, że ilość azotu zawarta w aminokwasach wchłanianych z pożywienia musi być większa od ilości azotu wydalanego z organizmu (głównie w postaci mocznika wydalanego z moczem).

W dyscyplinach wytrzymałościowych jak np. kolarstwo dowóz białek jest konieczny do zastąpienia białek mięśniowych uszkodzonych podczas treningu.