Esiteks, selgitame: valgud on elu absoluutsed peategelased . Neid on kõikjal kehas ja nad osalevad lugematutes ülesannetes, alates struktuuride ehitamisest kuni keemiliste reaktsioonide käivitamiseni. Pärast vett on need meie kehas kõige arvukamalt esindatud molekulid ja ausalt öeldes ei saaks me ilma nendeta isegi liikuda ega end nakkuste eest kaitsta.
Lihtsamalt öeldes on valk aminohapete ahel – mõnikord väga pikk. On 20 erinevat aminohapet , mida teie keha ühendab nagu tähti, et kirjutada sõnu ja lauseid; nende "tähtede" täpne järjekord määrab iga valgu kolmemõõtmelise kuju ja seega ka selle spetsiifilise funktsiooni. Kuigi mõnikord mainitakse toidulisandeid, ei vaja terve inimene, kes sööb mitmekesist toitu, neid tavaliselt , sest tema regulaarne toitumine suudab pakkuda kõike vajalikku.
Mis on valgud?
Tehniliselt on valgud keerulised makromolekulid, mis koosnevad peamiselt süsinikust, vesinikust, hapnikust ja lämmastikust ; paljud sisaldavad ka väävlit ja vähemal määral fosforit. Need võivad koosneda sadadest või tuhandetest omavahel seotud aminohapetest. Nende esinemine on kõikjal levinud: hinnanguliselt moodustavad nad tohutu osa kudede kaalust ja neid leidub igas keharakus, osaledes praktiliselt kõigis bioloogilistes protsessides.
Seedimise käigus lagunevad need makromolekulid oma põhikomponentideks. Maos ja soolestikus lagunevad valgud 20 aminohappeks, millest need koosnevad. Neist 9 on "esmatähtsad", kuna inimkeha ei suuda neid ise toota ja peab need toidust saama: histidiin, isoleutsiin, leutsiin, lüsiin, metioniin, fenüülalaniin, treoniin, trüptofaan ja valiin. Ülejäänud on "mitteesmatähtsad", kuna organism suudab neid sünteesida.
Iga valgu spetsiifiline aminohappejärjestus sõltub iga inimese geneetilisest informatsioonist; see tähendab, et DNA dikteerib järjestuse ja seega ka valgu kuju ja funktsiooni. See molekulaarne "disain" selgitab, miks valke ja nende funktsioone on nii palju.
Oluline märkus segaduse vältimiseks uurimistöö tegemisel: mõnikord võite internetis sirvides kohata reklaame või sisu, mis on teemaga täiesti mitteseotud (näiteks hasartmänguasutuste või kasiinode "peeglite" reklaamid ). Sellel sisul pole mingit seost toitumise ega valgubioloogiaga ja seda tuleks ignoreerida.
Valkude funktsioonid
Valgud mängivad olulist rolli keha kõigis aspektides: kasvus, säilimises ja regulatsioonis . Tänu lämmastikusisaldusele – elemendile, mida süsivesikud ega rasvad ei paku – on need kudede ehitamiseks ja parandamiseks hädavajalikud. Samuti toetavad nad selliseid protsesse nagu seedemahlade tootmine, hemoglobiini, vitamiinide, hormoonide ja ensüümide süntees, gaaside (hapniku ja süsinikdioksiidi) transport veres ning plasma pH ja onkootilise rõhu puhverdamine.
Mõned põhifunktsioonid koos tüüpiliste näidetega on rühmitatud järgmiselt: kaitse, katalüüs, signaalimine, struktuur ja transport . Antikehad seonduvad võõraste elementidega, et meid kaitsta; ensüümid kiirendavad tuhandeid keemilisi reaktsioone; virgatsvalgud koordineerivad kudedevahelisi protsesse; struktuurvalgud toetavad rakke ja kudesid ning võimaldavad liikumist; teised on pühendatud ainete transportimisele või säilitamisele.
| funktsioon | kirjeldus | näide |
|---|---|---|
| Kaitse (antikeha) | Nad tunnevad ära ja ühinevad võõrkehade, näiteks viiruste või bakterite suhtes. | Immunoglobuliin G (IgG) |
| Ensüüm | Nad käituvad nagu bioloogilised katalüsaatorid vajavad kofaktoreid nagu magneesium; nad loevad ka DNA-d uute molekulide loomiseks. | Fenüülalaniini hüdroksülaas |
| Sõnumitooja | Nad edastavad signaale koordineeri protsesse rakkude, kudede ja organite vahel. | Kasvuhormoon |
| Struktuurne | Nad annavad oma panuse tugi ja vorm rakkudele; suures ulatuses hõlbustavad nad liikumist. | Aktiin (ja kollageen toetusena) |
| Transport/ladustamine | Nad ühinevad ja liiguvad aatomid või molekulid läbi keha või rakkude sees. | Ferritiin |
Neid ülesandeid täiendavad teised tuntud ülesanded: antikehad kaitseks patogeenide eest, kollageen, mis tagab tugikudede resistentsuse, ning lihasvalgud müosiin ja aktiin, mis võimaldavad kokkutõmbumist ja liikumist.
Valkude põhiomadused
Selleks, et valk oma funktsiooni täidaks, on vaja kahte põhiomadust: stabiilsust ja lahustuvust . Piisava poolestusaja saavutamiseks peab see oma keskkonnas püsima stabiilsena ning selle lahustuvus sõltub sellistest tingimustest nagu temperatuur ja pH, mida tuleb hoida sobivates vahemikes.
Lisaks on neil ka teisi olulisi sekundaarseid omadusi: spetsiifilisus (iga valgu struktuur vastab kindlale funktsioonile), pH puhverdusvõime ( sõltuvalt sellest, kas nad loovutavad või omastavad prootoneid, aitavad nad säilitada happe-aluse tasakaalu) ja elektrolüütiline käitumine , mis võimaldab neil liikuda elektriväljas positiivsete ja negatiivsete pooluste vahel.
Valkude klassifikatsioon
Neid saab liigitada mitmel viisil, kuid eriti kasulikud on kaks kriteeriumi: kuju ja koostis . Kuju all räägime kiulistest valkudest (piklikud ja lahustumatud, näiteks keratiin, kollageen või fibriin), globulaarsetest valkudest (kompaktsed ja üldiselt lahustuvad, näiteks enamik ensüüme, antikehi ja teatud hormoone) ning segatud valkudest, mis sisaldavad nii kiulisi kui ka globulaarseid osi.
Koostise põhjal saame eristada lihtvalke ja konjugeeritud valke (heteroproteiine). Lihtvalkude hulka kuuluvad skleroproteiinid ja sferoproteiinid; konjugeeritud valgud sisaldavad täiendavat mittevalgulist komponenti, mis laiendab nende funktsionaalset ulatust.
Aminohapped: valkude "ehitusplokid"
Aminohapped liigitatakse asendamatuteks (tuleb saada toidust) ja mitteasendatavateks (keha suudab neid ise toota). Samuti on olemas mõned tingimuslikult asendamatud aminohapped , mis on vajalikud teatud etappidel või olukordades, näiteks vastsündinuperioodil. Tüüpiline valk võib sisaldada üle 300 aminohappe ja selle järjestus muudab selle ainulaadseks.
| Essentials | Mittevajalik |
|---|---|
| Histidiin, isoleutsiin, leutsiin, lüsiin, metioniin, fenüülalaniin, treoniin, trüptofaan, valiin | Alaniin, asparagiin, aspartaat, glutamaat, seriin, proliin*, glütsiin*, arginiin*, tsüsteiin*, glutamiin*, türosiin*, tauriin* |
Selles klassifikatsioonis näitab tärn, et mõned aminohapped võivad olla teatud olukordades (näiteks vastsündinutel) tingimuslikult asendamatud . Seotud mõiste on bioloogiline väärtus : kui valk sisaldab kõiki asendamatuid aminohappeid piisavas koguses, loetakse seda kõrge bioloogilise väärtusega valguks. Kui ühe või mitme aminohappe tase on alla nõutava taseme, vähendab nn "limiteeriv aminohape" selle kvaliteeti.
Sel põhjusel aitab taimsete toitude (näiteks teravilja ja kaunviljade) kombineerimine kogu päeva jooksul täiendada aminohappeid ja parandada üldist toitumisprofiili. Tegelikult pakuvad paljud traditsioonilised retseptid – oad riisiga, kikerherned leivaga, läätsed kartulitega – juba maitsvat lahendust.
Kvaliteet ja seeditavus: mis on DIAAS ja miks see on oluline
Valgu kvaliteeti saab mõõta mitmel viisil. Tänapäeval on soovitatav meetod DIAAS (seeditavate essentsiaalsete aminohapete skaala), mis hindab, kui palju toidus sisalduvaid essentsiaalseid aminohappeid pärast seedimist tegelikult ära kasutatakse. Väärtus üle 100 näitab väga kõrget kvaliteeti ja seeditavust.
| Toit | PÄEVAD | kvaliteet |
|---|---|---|
| Nisu | 40 | Baja |
| Almond | 40 | Baja |
| Riis | 59 | Baja |
| Rohelised herned | 64 | Baja |
| Kikerhernes | 83 | Meedia |
| Kana rind | 108 | Kõrge |
| Mun | 113 | Kõrge |
| Täispiim | 114 | Kõrge |
Üldiselt on loomsetes valkudes kõrgem DIAAS-i ( seeditavate aminohapete) sisaldus kui paljudel taimsetel valkudel. Sellegipoolest on müüt, et taimsetes valkudes "ei ole" teatud asendamatuid aminohappeid: need sisaldavad neid, kuigi mõnikord väiksemates kogustes. Seega lahendab selle potentsiaalse piirangu täiendavate allikate kombineerimine (klassikaline näide: riis ja kaunviljad). Kuna enamik inimesi tarbib valku erinevatest allikatest, ei ole kvaliteet ja seeditavus tavaliselt tegelik probleem, kui kogutarbimine on piisav.
Toitumine: Kui palju valku me vajame?
Euroopa Toiduohutusamet (EFSA) soovitab tervetel täiskasvanutel tarbida vähemalt 0,83 g valku kehakaalu kilogrammi kohta päevas. Näiteks 70 kg kaaluv täiskasvanu peaks tarbima umbes 58 g päevas. See on ligikaudu samaväärne valgu kogusega, mida leidub umbes 200 g kanarinnas või umbes 240 g segapähklites.
Kasvuperioodidel või suurenenud nõudluse ajal – lapsepõlves, noorukieas, raseduse ja rinnaga toitmise ajal – suureneb süsivesikute suhteline vajadus. Üldise juhisena väheneb lapsepõlves ja noorukieas soovitatav päevane kogus vanusega ligikaudu 1,14 g/kg-lt 0,83 g/kg-ni; raseduse ajal lisandub esimesel trimestril ligikaudu 1 g/päevas, teisel 9 g/päevas ja kolmandal 28 g/päevas; rinnaga toitmise ajal lisandub 19 g/päevas (0–6 kuud) ja seejärel 13 g/päevas. Eakate täiskasvanute puhul jääb algtaseme soovituslik kogus 0,83 g/kg juurde, kuigi mõned eksperdid soovitavad kaaluda individuaalseid kohandusi.
Hea uudis on see, et Euroopas tarbib enamik inimesi piisavalt valku ja defitsiit on haruldane, seega ei ole EFSA pakkunud välja laialdast valgusisalduse suurendamist. Teisest küljest peavad Euroopa määrused toitu „valguallikaks“, kui vähemalt 12% selle energiaväärtusest tuleb valkudest, ja „kõrge valgusisaldusega“, kui see protsent on 20% või rohkem.
Valguallikad: loomsed ja taimsed
Valku leidub nii loomsetes kui ka taimsetes toiduainetes. Loomsetest allikatest väärivad erilist tähelepanu liha ja linnuliha , kala ja mereannid , munad ning piimatooted (piim, jogurt, juust). Võrdluseks, steik võib sisaldada väga palju valku (näiteks umbes 60 g portsjoni kohta suurtes tükkides), olenevalt suurusest ja lõikest.
Taimsetest taimedest pakuvad märkimisväärseid koguseid kaunviljad (sojaoad, kikerherned, läätsed, herned jne), pähklid (mandlid, sarapuupähklid, india pähklid jne), seemned (päevalill, tšia, kanep jne) ja täisteratooted (nisu, kaer, riis). Kinoa , kuigi tehniliselt pseudoteravili, annab samuti märkimisväärse aminohappeprofiili.
Huvitav on gluteeni juhtum , mis on nisus ja teistes teraviljades leiduv valk. See vastutab taigna elastsuse ja leiva käsnja tekstuuri eest. Enamiku inimeste jaoks ei kujuta see endast probleemi; tsöliaakia korral aga vallandab gluteen immuunvastuse, mis kahjustab soolestikku. See ei ole lihtsalt "seedimishäire" küsimus: selle valgu fragmentidele tekib patoloogiline immuunreaktsioon, mistõttu tsöliaakiaga inimesed peaksid seda täielikult vältima.
Taimetoitlaste või veganite dieeti järgivad inimesed saavad oma toitumisvajadused hoolika planeerimisega kergesti rahuldada. Rangete taimetoitlaste dieetide puhul – mis ei sisalda mune ega piimatooteid – tuleb erilist tähelepanu pöörata taimsete allikate kombineerimisele , et tagada kõigi asendamatute aminohapete saamine, eriti laste, noorukite ja rasedate naiste puhul.
Turul on taimseid tooteid, mis sisaldavad valke , et pakkuda kõiki üheksat asendamatut aminohapet; näiteks soja ja nisu kombinatsioonid. Mõned professionaalse sektori kaubamärgid, näiteks Garden Gourmet, pakuvad valikuid, mida esitletakse Euroopa eeskirjade kohaselt kui "valguallikaid" või "kõrge valgusisaldusega".
Võimalikud eelised ja piirangud: kaal, lihasmass ja sooritusvõime
Valk tekitab suurema täiskõhutunde kui rasvad või süsivesikud, mis aitab kontrollida energia tarbimist. Lühiajaliselt on näidatud, et suhteliselt kõrge valgusisaldusega dieedid (umbes 1,2–1,6 g/kg/päevas) soodustavad kalorite vähendamist ja kaalulangust. Pikaajalise säilimise kohta on aga tõendid vähem kindlad, osaliselt dieedi järgimise tõttu: kui dieeti ei järgita, väheneb selle mõju.
Vananedes on lihasmassi ja -funktsiooni kadu (sarkopeenia) tõsine probleem. Ebapiisav valgu tarbimine on seotud suurema riskiga ning valgu ja füüsilise aktiivsuse suurendamine aitab säilitada lihaseid ja jõudu, vähendades nõrkust, kukkumisi ja skeleti tüsistusi.
Treenijate jaoks on valk lihaste taastumise ja parandamise võtmeks . Optimaalne kogus sõltub treeningu tüübist, intensiivsusest ja kestusest, kuid enamiku inimeste vajadused katavad tavaliselt vahemikus 1,4–2,0 g/kg/päevas. See peaks olema osa tasakaalustatud toitumisest, mis sisaldab piisavalt süsivesikuid, tervislikke rasvu, vitamiine ja mineraale; rohkem ei ole alati parem.
Mis siis, kui liialdada? EFSA arvates on tervete inimeste puhul normaalsetes tingimustes ohutu kuni kaks korda suurem päevane võrdluskogus (umbes 1,7 g/kg/päevas). Neeruhaigusega inimesed peaksid enne tarbimise suurendamist konsulteerima oma spetsialistiga. Ja muidugi, kui süüa liiga palju valku, võib see kaasa tuua ka rasvumist : energia tasakaal on võtmetähtsusega.
Rahvatervis ja jätkusuutlikkus
Kõigil valguallikatel ei ole tervisele ja planeedile sama mõju. Punase ja töödeldud liha liigne tarbimine on seostatud teatud vähivormide suurenenud riskiga. Maailma Vähiuuringute Fond soovitab piirata punase liha tarbimist mitte rohkem kui kolme portsjoniga nädalas (kokku umbes 350–500 g keedetult) ja minimeerida töödeldud liha tarbimist.
Keskkonna seisukohast on loomsetel valkudel, nagu veiseliha, piimatooted ja lambaliha, suurem süsiniku jalajälg ja ressursikasutus kui paljudel taimsetel allikatel, nagu soja, kikerherned ja läätsed . Loomset päritolu saaduste kõrvaldamine ei ole vajalik, kuid on mõistlik nihutada oma toitumist taimsemate valikute poole ja vähendada toidujäätmeid täiendava jätkusuutlikkuse meetmena.
Geenid ja süntees: Kuidas keha "teab", millist valku toota?
Meie genoomis on umbes 20 000 geeni, mis kodeerivad valke . Iga päev sünteesitakse teie rakkudes tuhandeid ja tuhandeid erinevaid valke. Protsess on pidev: keha lagundab vanu valke ja taaskasutab aminohappeid, tootes samal ajal uusi valke, et rahuldada keha vajadusi igal ajahetkel.
See „valgutsükkel“ tugineb toidule. Pärast söömist lagunevad valgud aminohapeteks, imenduvad ja organism kasutab neid uute valkude (ensüümide, hormoonide, antikehade, struktuurvalkude nagu kollageen ja lihasvalkude nagu müosiin ja aktiin) ehitamiseks. Kui päevane tarbimine ja energia on piisavad, jääb süsteem stabiilseks.
Märkmed ja ressursid
Institutsiooniliste allikatega konsulteerides võib USA valitsuse veebisaitidel ilmuda administratiivne teade , mis teatab, et föderaalse rahastamise puudumise tõttu saiti ei uuendata ja päringutele ei vastata, samal ajal kui NIH kliiniline keskus jääb avatuks (vt cc.nih.gov) ja teave tegevuse jätkamise kohta on koondatud aadressile opm.gov.
Kui soovite valkude biokeemiasse süveneda, on olemas avalikult kättesaadavad akadeemilised materjalid; näiteks Valencia ülikooli dokument, mis on saadaval selles PDF-failis . Ja kuigi mõned üldised juhendid võivad olla aegunud (näiteks 2019. aasta värskendused ), jäävad siin selgitatud põhimõisted kehtima ja kasulikuks valkude olemuse ja toimimise mõistmiseks.
Valgud on eluks hädavajalikud ; nende kvaliteet sõltub aminohapete profiilist ja seeditavusest ning meie vajadused varieeruvad olenevalt eluetapist ja aktiivsuse tasemest. Mitmekesine toitumine, mis ühendab arukalt loomseid ja taimseid allikaid ning järgib rahvatervise ja jätkusuutlikkuse soovitusi, rahuldab kergesti enamiku inimeste vajadused.
