מוקד הזמנות וייעוץ אישי 1-599-500-590 בשיחה רגילה

הרשת הגדולה בישראל, סניפים: רמת גן, תל אביב, ירושלים, ראשון לציון, חולון, כפר סבא, הרצליה ופתח תקווה.
חדש - סניף פתח תקווה

חדשות האתר

מידע מקצועי וכתבות חנות תוספי התזונה

מועדון החברים

מצא כתבה:

חלבונים - מה הם?

מאת: משה גלעדי – צוות ישראלבודי.

קטגוריות: תזונת ספורט  

 

חלבונים - מה הם?

 

החלבון הוא אחד מאבות המזון שלנו ומהווה מרכיב חיוני בתזונה שלנו. במאמר זה נסקור את עיכול וספיגת החלבונים, תפקידיהם בגוף ואספקטים שונים של צריכתם.

 

מה זה חלבון?

החלבונים הם למעשה רצף ארוך של יחידות בסיסיות הנקראות חומצות אמינו. לצורכי הגדרה, חלבון הוא רצף של יותר מ-50 חומצות אמינו ופפטיד הוא רצף של פחות מ-50 חומצות אמינו. בגוף האדם ישנן 20 חומצות אמינו. באופן עקרוני, קיימת כמות גדולה של חומצות אמינו (חומצה אמינית היא הגדרה כימית ולא ביולוגית) אך אנו מגדירים רק 20 כיוון שאלו חומצות האמינו שבונות את כל חלבוני הגוף (הן או נגזרות שלהן). לחומצות האמינו מבנה בסיסי משותף כאשר הן נבדלות האחת מהשנייה בשרשרת צדדית אחת – השרשרת יכולה להיות בסיסית, חומצית, קצרה וכו'. חומצות האמינו מכילות חנקן – כיוון שאנו לא יכולים להשתמש בחנקן האטמוספרי, אחד התפקידים של חומצות האמינו הוא להביא חנקן לגופינו.

 

ניתן לחלק את חומצות האמינו לשתי קבוצות: חיוניות (8) ולא חיוניות (12). את חומצות האמינו הלא חיוניות ניתן לייצר מחומצות אמינו אחרות ואילו חומצות אמינו חיוניות ניתן לקבל רק בתזונה. ישנן חומצות אמינו מסויימות שחיוניות רק בילדים או במצבים מסויימים. הקשר המחבר בין שתי חומצות אמינו סמוכות נקרא קשר פפטידי.

 

למבנה וצורת החלבון יש חשיבות לתפקודו. ישנם ארבעה מבנים לחלבון:

מבנה ראשוני – רצף חומצות האמינו של החלבון.

מבנה שניוני – סידור של מקטעים מהחלבון במבנים מרחביים הנקראים α-helix ו-β-pleated sheet.

מבנה שלישוני – קיפול של החלבון כולו לצורה תלת מימדית.

מבנה רביעוני – סידור מרחבי של אוסף חלבונים שונים.

 

המידע שעל פיו נבנים חלבוני הגוף נמצא בDNA. התא יוצר מולקולות RNA ממולקולות הDNA בתהליך הנקרא שעתוק, ועל פי המידע במולקולות הRNA נבנים החלבונים בתהליך הנקרא תרגום.

 

עיכול וספיגה

עיכול החלבון מתחיל בקיבה, עם הפרשת אנזימים הנקראים פרוטאזות. האנזימים מופרשים במצב לא פעיל ועוברים הפעלה על ידי הסביבה החומצית בקיבה. הפרוטאזות למעשה מפרקות את הקשרים הפפטידיים בין חומצות האמינו. בקיבה מפורקים עד 15% מהחלבונים הנצרכים אך תפקידה של הקיבה אינו הכרחי – המעי מסוגל להתמודד ללא בעיה עם כל החלבון שאנו צורכים.

 

מעבר החלבון מהקיבה אל המעי נמצא תחת בקרה. במעי ישנם חיישנים שמאטים את קצב ריקון הקיבה כאשר הם חשים בחומצות אמינו ופפטידים. כך, קצב הכניסה של המזון למעי הוא כזה שמאפשר ספיגה ועיכול מלאים של המזון.

 

לאחר ההגעה אל המעי, פרוטאזות מהלבלב ממשיכות את פירוק החלבון והן למעשה החשובות בתהליך הפירוק – הן מאוד פעילות ומפרקות את החלבונים לפפטידים קטנים במהירות רבה. גם פרוטאזות אלו מופרשות בצורה לא פעילה ועוברות הפעלה על ידי אנזימים במעי.

 

על פני תאי המעי ישנם מספר פפטידזות – אנזימים שמפרקים פפטידים, בדומה לפרוטאזות שמפרקות חלבונים. תוצרי הפירוק של הפרוטאזות והפפטידזות הם פפטידים קצרים וחומצות אמינו. דיפפטידים (2 חומצות אמינו), טריפפטידים (3 חומצות אמינו) וחומצות אמינו בודדות נספגים לתוך תאי המעי באמצעות נשאים. די/טרי-פפטידים נספגים בצימוד לכניסת פרוטונים לתאי המעי וחומצות אמינו בודדות נספגות בדיפוזיה או בצימוד לכניסת יוני נתרן. ספיגת הדי/טרי פפטידים טובה מזו של חומצות האמינו הבודדות. בתוך תאי המעי, הפפטידים הקצרים מפורקים לחומצות אמינו בודדות. חומצות האמינו עוברות מתאי המעי אל זרם הדם ומשם יכולות להגיע אל התאים.

 

פרקטית, כל החלבון שנצרך מעוכל ונספג בבני אדם נורמלים. בניגוד למיתוס שנשמע פעמים רבות בנוגע לכך שישנה מגבלה על כמות החלבון שניתן לצרוך בארוחה, הגוף יכול להתמודד גם עם כמויות גדולות של חלבון בו זמנית – כפי שראינו, החלבון עובר הלאה אל המעי רק בקצב בו הוא יכול להתפרק ולהיספג בצורה אופטימלית. קצב עיכול וספיגת החלבון הוא נמוך למדי ועומד על 1.3-10 גרם לשעה כאשר הספיגה המהירה ביותר היא עבור הידרוזילטים של חלבון מי גבינה, כך שצריכת כמות גדולה של חלבון תגרום לספיגתו לאורך זמן. בנוסף, מחקר שבדק צום של 40 שעות הראה שלא היה שינוי בהתבטאות הגנים של הגורמים האנבוליים והקטבוליים בשריר או של רמות גורמי גדילה בדם. לכן, עבור אנשים בריאים, אין הכרח לצרוך חלבון בתדירות גבוהה לאורך היום ואין חשש לקטבוליזם אם המרווחים בין הארוחות יהיו גדולים בהנחה שנצרכה כמות ראויה של חלבון בסה"כ.

 

תפקידי החלבון וחומצות האמינו

ייצור של הורמונים ונוירוטרנסמיטרים – הורמונים רבים הם למעשה חלבונים – אינסולין, הורמון גדילה ועוד. הורמונים אלו משמשים במערכות רבות – ויסות רמות הגלוקוז בדם, בקרה על גדילה והתפתחות, בקרה על משק האלקטרוליטים ועוד. אדרנלין, נוראדרנלין והורמוני התירואיד נוצרים מחומצת האמינו טירוזין. נוירוטרנסמיטרים הם מולקולות המשמעות להעברת מידע עצבי, חלקם הם פפטידים קטנים וחלקם נוצרים ממטבוליזם של חומצות אמינו – למשל סרוטונין שנוצר מחומצת האמינו טריפטופן.

 

רצפטורים – הרצפטורים להורמונים ולנוירוטרנסמיטרים שונים גם הם מולקולות חלבוניות. בתגובה לקשירת ההורמון או הנוירוטרנסמיטר, הרצפטור יכול לבצע פעולות שונות. רצפטורים מסוימים חוצים את ממברנת התא וכך קשירה של הורמון לחלק של הרצפטור שפונה אל חוץ התא גוררת שינוי בצד התוך-תאי של הרצפטור. השינוי יגרום להעברת מידע לתא על כך שנקשר הורמון. רצפטורים אחרים נמצאים בתוך התא ומשפיעים על השעתוק מהDNA.

 

פעילות אנזימטית – אנזימים הם חלבונים שמזרזים תגובות כימיות בערך פי מליון. כך, תגובות שבאופן טבעי כמעט ולא מתרחשות בתנאים השוררים בגוף (מבחינת טמפרטורה, pH וכו'), מתרחשות בגוף בקצב מהיר ביותר. האנזימים משמשים לפעילויות ביולוגיות רבות ומגוונות הכוללות פירוק של מולקולות גדולות למולקולות קטנות יותר, ביצוע שינויים כימיים שונים כמו זרחון של מולקולות ועוד.

 

נשאים, משאבות ותעלות – מאחר והתאים שלנו עטופים בממברנה שומנית, יש צורך בתעלות על מנת להעביר חומרים שאינם מסיסים בשומן דרך הממברנות. חומרים אלו כוללים בעיקר יונים וגלוקוז. התעלות בנויות מחלבונים שעוברים דרך הממברנה וכך נוצר "חור" בעל סביבה מימית בממברנה שמאפשר את מעבר החומרים. המשאבות מאפשרות מעבר של יונים בניגוד למפל הריכוזים שלהם תוך השקעת אנרגיה בצורת ATP.  נשאים מסוימים לא דורשים אנרגיה ומשמשים לדיפוזיה מזורזת ונשאים אחרים מאפשרים מעבר של חומרים בניגוד למפל הריכוזים בצימוד למעבר של חומר אחר עם מפל הריכוזים. למשל: כאשר נתרן נכנס לתא עם מפל הריכוזים, סידן יכול לצאת החוצה כנגד מפל הריכוזים באמצעות האנרגיה שמשתחררת עם כניסת הנתרן. כיוון שריכוז הנתרן בתאים צריך להישמר נמוך, משאבת נתרן-אשלגן תוציא את הנתרן ותכניס אשלגן – שניהם כנגד מפל הריכוזים, באמצעות השקעת ATP.

 

נוגדנים – מערכת החיסון שלנו מייצרת נוגדנים כנגד גורמים מיקרוביאליים שונים שאליהם היא נחשפת. ישנם מספר סוגי נוגדנים, כאשר לכל סוג ישנו חלק קבוע וחלק משתנה. החלק המשתנה הוא זה שמתאים לסוג ספציפי של וירוס, חיידק או גורם מיקרוביאלי אחר. כל הנוגדנים הם מאותה משפחת חלבונים.

 

פרקורסורים – חומצות אמינו משמשות כמולקולות-קדם ליצירת מולקולות ביולוגיות שונות. למשל, נעשה שימוש בחומצות אמינו לייצור קריאטין ו-Nitric Oxide. בנוסף, ישנו שימוש בחנקן שמגיע מחומצות האמינו ליצירת פורינים ופירימידינים, תרכובות חנקניות שמהוות חלק מחומצות הגרעין – אבני היסוד של הDNA והRNA.

 

כיווץ השריר – בזמן פעילות שרירית, החלבון אקטין מחליק על גבי החלבון מיוזין. ההחלקה של החלבונים זה על זה יוצרת את התכווצות השריר. בזמן אימון, יש פגיעה בחלבוני השריר וכתוצאה מכך השריר גדל על מנת שיוכל לעמוד בעומס להבא – התהליך נקרא "פיצוי יסף" או היפרטרופיה.

 

לחלבון תפקידים רבים נוספים: הוא בונה את השיער והציפורניים, נמצא על העור ומשמש להגנה מכנית, המוגלובין – נשא החמצן – הוא חלבון, ועוד.

 

חלבונים בתזונה

פעמים רבות מחלקים את החלבונים לחלבונים "מלאים" וחלבונים "חסרים". חלבון מלא הוא חלבון שמכיל את כל חומצות האמינו החיוניות וחלבון חסר הוא חלבון שלא מכיל אחת או יותר מחומצות האמינו החיוניות. זוהי הפשטת-יתר, כיוון שלמעט מקרים חריגים מאוד, בכל החלבונים בטבע יש את כל חומצות האמינו אך בכמויות משתנות. לכן, נכון יותר להגדיר חומצת אמינו מגבילה ולא חסרה. חומצת האמינו היא "מגבילה" כיוון שבהעדר חומצות אמינו חיוניות, הגוף לא יוכל לבנות חלבונים שכוללים אותן. למרות האמור לעיל, החלבון החסר אינו מהווה בעיה בתזונה הכוללת חלבון ממקורות מגוונים. בעיה יכולה להתעורר בעיקר כאשר התזונה מתבססת על מקור חלבון יחיד, מצב לא שכיח. למשל: בחיטה יש מעט ליזין והרבה מתיונין ובירקות יש מעט מתיונין והרבה ליזין. כך, החיטה והירקות יוכלו להשלים זה את זה.

 

מאזן החנקן הוא מונח שמוזכר פעמים רבות. מאזן החנקן הוא למעשה היחס בין החנקן שנכנס לגוף – החנקן הוא האינדיקציה לחלבון הנספג, כיוון שחומצות האמינו הן המקור העיקרי שלנו לחנקן – לבין החנקן שיוצא מהגוף בדרכים שונות (שתן, צואה וכו'). החנקן יוצא בצורות שונות – החלק החנקני של חומצות האמינו יוצר קריאטינין, אמוניה ו-urea במעגל האוריאה. אם כמות החנקן הנכנס גדולה מכמות החנקן היוצאת, זהו מאזן חנקן חיובי והוא מהווה אינדיקציה לאנבוליזם. אם מאזן החנקן שלילי, זוהי אינדיקציה לקטבוליזם. אם מאזן החנקן מאוזן, משמע שאין שינוי. מאזן החנקן תלוי בגורמים שונים: אימונים יגרמו לעליה בבניית חלבוני שריר ולכן למאזן חנקן חיובי, הרעבה ומחלה יגרמו למאזן חנקן שלילי, ילדים גדלים נמצאים במאזן חנקן חיובי וכו'. למרכיבים שונים בתזונה יש השפעה על מאזן החנקן – פחמימות למשל מונעות שימוש בחלבון ל

מבנה חלבון

אנרגיה ולכן הופכות את מאזן החנקן לחיובי יותר.

 

השיטה העיקרית למדידת איכות החלבון – המידה שבה הוא מתאים לדרישות הגוף – היא הערך הביולוגי: Biological Value (BV). חשוב להדגיש שבשיטות שונות חלבונים שונים יכולים לקבל דירוגים שונים. הערך הביולוגי מחושב כאחוז החנקן שנספג בגוף מתוך החנקן שנצרך. הציון הגבוה ביותר הוא כמובן 100. המדד מהווה הערכה גסה למה שקורה בכל הגוף – לא ניתן לדעת בדיוק איפה נבנו החלבונים בגוף והאם החלבון באמת מספק את דרישות כל הרקמות בצורה זהה.

 

צריכת החלבון היומית הנדרשת עבור האוכלוסיה הכללית היא 0.8 גרם חלבון פר ק"ג גוף ליום. ישנם חלוקי דעות בנוגע לכמות החלבון הנדרשת עבור ספורטאים. באופן כללי, ספורטאים אירוביים צריכים פחות חלבון מספורטאים אנאירוביים. ספורטאים אירוביים ידרשו 1.2-1.4 גרם חלבון פר ק"ג גוף ליום ואילו ספורטאים אנאירוביים ידרשו 1.6-1.8 גרם חלבון פר ק"ג גוף ליום. דיאטות דלות בפחמימות או מצבים מסויימים יכולים לדרוש כמויות גדולות יותר של חלבון. עודפי חלבון יכולים לעבור המרה לגלוקוז או לשומן ולשמש לאנרגיה אך זהו לא תהליך נפוץ במיוחד.

 

סיכום

הקיום שלנו תלוי בחלבון – החלבונים מעורבים בכל פונקציה ביולוגית בגופינו. צריכת החלבון בתזונה (בעיקר חומצות האמינו החיוניות) הינה הכרחית וצריכה של חלבונים ממגוון מקורות תספק את הצרכים התזונתיים.

 

סמוכין:

  1. Int J Sport Nutr. 1995 Jun;5 Suppl:S39-61. Do athletes need more dietary protein and amino acids?
  2. Journal of the American College of Nutrition, Vol. 19, No. 90005, 513S-521S (2000). Beyond the Zone: Protein Needs of Active Individuals.
  3. Journal of Sports Sciences, Volume 22, Number 1, January 2004 , pp. 65-79(15). Protein and amino acids for athletes
  4. Journal of nutritional biochemistry. 1997, vol. 8, no2, pp. 52-60, Dietary protein requirements in athletes.
  5. Biomolecules: Amino Acids, Peptides and Proteins. In McMurry J, Simanek E: Fundamentals of organic chemistry, 6th edition, 2007, Thomson Brooks/Cole.
  6. Chaney SG: Principles of nutrition I: Macronutrients. In Devlin TM: Textbook of biochemistry with clinical correlations, 6th edition, 2006, Wiley-Liss.
  7. Coomes MW: Amino acid metabolism. In Devlin TM: Textbook of biochemistry with clinical correlations, 6th edition, 2006, Wiley-Liss.
  8. Schultz RM, Liebman MN: Proteins I: Composition and structure. In Devlin TM: Textbook of biochemistry with clinical correlations, 6th edition, 2006, Wiley-Liss.
  9. Kutchai HC: The gastrointestinal tract: absorption and digestion. In Berne RM, Levy MN: Physiology, 5th edition, 2003, Elsevier Mosby.
  10. Kutchai HC: The gastrointestinal tract: gastrointestinal regulation and motility. In Berne RM, Levy MN: Physiology, 5th edition, 2003, Elsevier Mosby.
  11. Costill DL: Carbohydrates, lipids and proteins. In McArdle WD, Katch FI, Katch VL: Exercise Physiology, 6th edition, 2006, Lippincot Williams & Wilkins.
  12. Am J Clin Nutr 1967; 20:816–824. Frequency and size of meals and serum lipids, nitrogen and mineral retention, fat digestibility, and urinary thiamine and riboflavin in young women.
  13. J Nutr. 2000 Jul;130(7):1700-4 Protein feeding pattern does not affect protein retention in young women.
  14. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care. 6(3):301-306, May 2003.
    Type and timing of protein feeding to optimize anabolism.
  15. Ann Nutr Metab. 2006 Aug 24;50(5):476-481. Actions of Short-Term Fasting on Human Skeletal Muscle Myogenic and Atrogenic Gene Expression.
  16. Physiol. Rev. 35: 664-700, 1955. Biological Evaluation of Proteins.
  17. IJSNEM, 16(2), April 2006. A Review of Issues of Dietary Protein Intake in Humans.

 

*למידע על פגישות הייעוץ שלנו לחץ כאן 

 

© כל הזכויות שמורות לישראלבודי. אין להעתיק, לשכפל, לפרסם, לצלם ולעשות שימוש כלשהו בתוכן עמוד זה, ללא אישור מראש בכתב מהנהלת האתר.
 
רוצים להרשם גם אתם ולהתחיל לעשות שינוי בזכות פגישות הייעוץ המקצועיות של ישראלבודי? הרשמו כאן נוחזור אליכם לכל הפרטים

תוכן ההודעה:

    מומלץ לשלב עם: