Braća po krvi: „anđeoska“ prehrambena vlakna i „zli“ ugljikohidrati

Naslov ovoga posta je malo drugačiji nego inače. Napisan je u senzacionalističkom stilu kao da je proistekao iz nekog od tiskanih časopisa koji se na svojim stranicama često dotiču pojmova i sadržaja vezanih uz nutricionizam. No, razlog ovakvog naslova je zapravo taj da sam se želio već u samom naslovu osvrnuti na dvije po meni zanimljive činjenice.

Prvu od njih sam želio naglasiti korištenjem sintagme „braća po krvi“. Ako uzmete bilo koji od ambalažiranih prehrambenih proizvoda u ruku i pogledate deklaraciju na njima, uočiti ćete kako su na dotičnoj deklaraciji zasebno iskazani ugljikohidrati, te kako su na njoj i zasebno iskazana prehrambena vlakna (balastne tvari). Ono što možda u tom trenutku niste znali, je to kako su zapravo oboje po kemijskom sastavu ugljikohidrati. Razlog zbog čega se oni na deklaraciji zasebno iskazuju je sljedeći. Skupina spojeva koji se na deklaraciji imenuju kao ugljikohidrati, u našem tijelu se razgrađuju do određenih nama potrebnih produkata, koji se nakon toga iz probavnog trakta apsorbiraju i nadalje metaboliziraju (bivaju iskorišteni od strane našega tijela). Drugu skupinu spojeva, koje nazivamo prehrambenim vlaknima, naše tijelo u procesu probave ne može razgraditi, pa ih zbog toga ne može niti iskoristiti. Zbog toga su se i prehrambena vlakna u prošlosti nazivala balastne tvari. Smatralo se da su jednostavno balast te da nemaju nikakvu funkciju u našem tijelu. Danas znamo kako je situacija potpuno drugačija.  

Odabirom pridjeva „zli“ uz ugljikohidrate te „anđeoski“ uz prehrambena vlakna, želio sam ukazati na prisutnost loše navike pridruživanja, određenim pojmovima u nutricionizmu, striktno dobrih ili striktno loših svojstava. Kao i u svakodnevnom životu, ništa nije ili apsolutno crno ili apsolutno bijelo, već je određene nijanse sive boje. Tako primjerice izbjegavanje unosa ili prevelik dnevni unos ugljikohidrata, s obzirom na dnevne potrebe pojedinca, definitivno možemo okarakterizirati lošim. Identičan slučaj možemo reći i za vlakna, pre veliki dnevni unos prehrambenih vlakana prouzročiti će negativne posljedice, kao što će i ne unošenje dovoljne količine prehrambenih vlakna, također izazvati jednak negativan efekt. Umjerenost i konzumacija adekvatnih količina svih vrsta nutrijenata važan je čimbenik zdravlja i jedan od temelja pravilne prehrane pojedinca.

Nakon uvoda potrošenog na razjašnjavanje neuobičajenog naslova, vrijeme je da krenem sa glavnim sadržajem današnjeg posta. Zajedno sa proteinima koje sam obradio u prošlom postu, ugljikohidrati spadaju u grupu od 4 vrste najznačajnijih prirodnih organskih spojeva na planetu Zemlji (ostale dvije vrste su lipidi i nukleinske kiseline). Naziv ugljikohidrati potječe od prethodnog pogrešnog stajališta znanstvenika kako su ugljikohidrati sastavljeni od ugljika i vode (od tuda ugljikovi hidrati što je kraćenjem dovelo do naziva ugljikohidrati), no danas znamo kako su oni po svojemu kemijskom sastavu aldehidi ili ketoni sa mnogostrukim hidroksilnim (-OH) skupinama. Ugljikohidratima pripadaju mnoge funkcije među kojima obično izdvajamo par najznačajnijih: izvori su energije, strukturalne su jedinice staničnih membrana biljaka i bakterija, sastavni su dio nukleinskih kiselina, te spojeni sa određenim proteinima i lipidima imaju ulogu u međustaničnoj signalizaciji i interakciji. Svi ugljikohidrati su sastavljeni od manjih strukturnih jedinica koje nazivamo monosaharidi. Monosahraidi su malene organske molekule (po tipu aldehid ili keton) sastavljene od 3 do 9 ugljikovih atoma.

Ovdje je zanimljivo za napomenuti kako je riječ saharid zapravo izvedenica riječi šećer iz mnogih vrlo starih jezika („sarkara“ iz sanskrita, „sakcharon“ iz grčkog, te „saccharum“ iz latinskog). Kako je riječ o međusobno jezično povezanim indo-europskim jezicima, najvjerojatnije riječ šećer zapravo proistječe iz jednog još starijeg, zasada neotkrivenog, „matičnog“ jezika iz kojega su i proistekla tri prije spomenuta jezika.

Ugljikohidrati nastaju u zelenim biljkama iz CO₂ i vode pomoću kompliciranog, sunčevim svjetlom kataliziranog, biokemijskog procesa nazvanog fotosinteza. Uz monosaharide, ugljikohidrate dijelimo na: oligosaharide (sadrže 2 do 10 monosaharida) te polisaharide (sadrže više od 10 monosaharida). Fotosintezom zapravo prvo nastaju monosharaidi, te ukoliko postoji njihov suvišak, biljka ih posprema u obliku oligosaharida ili polisaharida kao rezerve energije.

Pod pojmom šećera ili jednostavnih ugljikohidrata danas podrazumijevamo monosaharide i oligosahraide, iako se zapravo šećeri, ugljikohidrati, saharidi i glikani danas nerijetko koriste kao sinonimi. Najpoznatiji primjeri monosaharida su glukoza (grožđani šećer) i fruktoza (voćni šećer), dok se iza našeg svakodnevnog naziva za šećer zapravo skriva disaharid pod nazivom saharoza izgrađen od glukoze i fruktoze. Najpoznatiji polisaharidi ili kompleksni ugljikohidrati u biljnom svijetu su škrob i celuloza, dok je to u životinjskom svijetu glikogen.

Sva tri upravo navedena polisaharida su polimeri glukoze, ali opet se u mnogočemu razlikuju. Škrob i glikogen su rezerve energije, dok celulozi pripada građevna funkcija u biljaka. Također škrob i celuloza se razlikuju po načinu vezanja molekula glukoze unutar same polisaharidne molekule. Upravo u toj činjenici leži razlog zbog čega naše tijelo može probaviti škrob (pokidati vezu između molekula glukoze), a ne i celulozu. Naime naše tijelo ne posjeduje probavni enzim koji bi mogao pokidati veze između glukoza u molekuli celuloze. Celuloza zbog toga neprobavljena prolazi probavnim traktom sve do debelog crijeva, gdje priča postaje naglo drugačija. U našem debelom crijevu postoje određene vrste mikroorganizama (više od 400 vrsta anaerobnih bakterija) koje mogu probaviti celulozu. Time oslobođene molekule glukoze mikroorganizmi koriste za osobni rast i razvoj od kojega i naše tijelo ima pozitivne zdravstvene učinke.  U ovom trenutku smo se nadovezali na početak ovoga posta, naime celulozu definiramo kao prehrambeno vlakno baš iz toga razloga što ju naše tijelo ne može iskoristiti.  

Vrlo je važno da hrana koju svakodnevno unosimo sadrži adekvatnu količinu prehrambenih vlakana, budući da su znanstvena istraživanja pokazala kako prehrambena vlakana posjeduju niz pozitivnih učinaka na naše tijelo: mogu smanjiti rizik od pojave raka debelog crijeva, tip 2 dijabetesa, te pretilosti, smanjuju mogućnost pojave konstipacije, hemeroida i divertikula, smanjuju rizik od pojave kardiovaskularnih bolesti uslijed sprječavanja apsorpcije kolesterola iz hrane zajedno sa poticanjem bakterija iz debelog crijeva da proizvode kratko-lančane masne kiseline koje smanjuju razinu LDL-a u našem tijelu. Namirnice koje sadrže prehrambena vlakna su sve namirnice biljnog podrijetla (integralne žitarice, voće i povrće), a preporuka za dnevni unos iznosi: 14g prehrambenih vlakna na 1000 kcal unesenih hranom.

Ovdje bi zgodno bilo sada spomenuti jedan pojam koji je po meni odličan pokazatelj kako uvijek postoji mogućnost za otkrivanjem novih spoznaja, čak i  na područjima za koja se smatraju da su u potpunosti istražena. Taj pojam je otporan škrob (eng. resistant starch). Otporan škrob definiramo kao dio molekule škroba (zajedno sa produktima probave molekule škroba) koji biva ne apsorbiran u tankome crijevu i dolazi u debelo crijevo gdje tada poprima funkciju prehrambenog vlakna. Udio otpornog škroba u molekuli škroba zavisi o tipu namirnice u kojoj se nalazi, primjerice u integralnom kruhu i kuhanim krumpirima može doseći oko 10%, u grahoricama do 25%, a u banani čak i do 50% (u nezreloj banani i do 75% iako je upitno da li postoje pojedinci koji bi je kao takvu željeli konzumirati). Ono što je također zanimljivo je činjenica da današnja znanstvena istraživanja pokazuju kako otporni škrob u većoj mjeri pokazuje pozitivne učinke na ljudsko zdravlje u odnosu na neka ostala prehrambena vlakna.

I na kraju vrijeme je da se posvetim i važnosti unosa adekvatnih količina ugljikohidrata u dnevnoj prehrani. Ugljikohidrati su važan izvor energije za metaboličke procese u našem tijelu. Mozak i eritrociti (crvena krvna zrnca) iziskuju jedino i isključivo glukozu kao izvor energije, dok ostala tkiva zapravo koriste kombinaciju ugljikohidrata i masnih kiselina. Pri bavljenju fizičkom ili sportskom aktivnosti skeletni mišići iziskuju povećani unos glukoze kao izvora energije za njihov pravilan rad. Ukoliko ne unosimo dovoljnu količinu ugljikohidrata putem prehrane, tijelo se okreće dobivanju  glukoze na druge načine. Aminokiseline dobivene iz probave proteina unesenim hranom postaju jedan od izvora glukoze. Uslijed toga naše tijelo više nema potrebnu količinu aminokiselina koje su neophodne za pravilan rad samog tijela. Dodatno, tijelo počinje razgrađivati uskladištene masti kako bi iz produkata te razgradnje mogla izvući dodatnu energiju. Nažalost dotični produkti, koje nazivamo ketoni, imaju jednu vrlo neugodnu posljedicu: pomiču pH krvi u kiselo područje što dovodi do niza negativnih posljedica koje mogu završiti sa komatoznim stanjem i smrti pojedinca. Zbog svega navedenog dijete koje zabranjuju unos ugljikohidrata ili ih preporučuju u smiješno malenim količinama treba izbjegavati. Preporuka od 130g ugljikohidrata na dan, za zdravu odraslu osobu, odnosi se samo na potrebe jednog jedinog, ali ujedno i vrlo važnog organa, a to je mozak. Ovo je jedinstvena takva preporuka među ostalim dnevnim preporukama, i zbog toga se treba shvatiti vrlo ozbiljno. Udio energije u dnevnoj prehrani koju je potrebno dobiti iz ugljikohidrata kreće se od 45% do 65% i ovisi o fizičkoj aktivnosti pojedinca. Ugljikohidrati uneseni dnevnom prehranom trebaju biti porijeklom iz voća, povrća i proizvoda na bazi integralnih žitarica (kruh, peciva, tjestenine), dok se šećeri prisutni u gaziranim pićima, gotovim jelima i procesiranim prehrambenim proizvodima trebaju izbjegavati. Naravno uvijek si možete priuštiti pokoju pločicu čokolade ili ukusni desert, ali da količina ugljikohidrata unesena desertima tijekom dana ne prelazi prag od 10% ukupne količine potrebnih dnevnih ugljikohidrata.

Bjelančevine ili proteini

Krajem 18. stoljeća u tadašnjoj Francuskoj nastupa na scenu „kemijska revolucija“ koja ne samo da postavlja temelje današnje moderne kemije, već ujedno postavlja i temelje današnjeg znanstvenog pristupa prehrani čovjeka. 1839. godine Nizozemac Gerardus Johannes Mulder postavlja teoriju kako u svim spojevima, koje su tadašnji znanstvenici dobili iz životinjskih uzoraka,  postoji zapravo jedan kemijski spoj koji se uvijek pojavljuje u svima njima. Taj spoj je nazvao protein od grčke riječi „proteios“ što u prijevodu znači od primarne ili najveće važnosti. Od tada, proteine najčešće većina ljudi striktno povezuje sa namirnicama životinjskog podrijetla. Čak sam i ja kao tematsku sliku na početak ovog posta postavio slike namirnica životinjskog podrijetla, koji bi svakog čitatelja trebale podsjetiti na proteine. I u tome nema ništa loše, budući da namirnice životinjskog podrijetla, po jedinici mase, u pravilu imaju veći udio proteina nego namirnice biljnog podrijetla.

Danas se naše znanje o proteinima uvelike izmijenilo. Znamo kako su proteini izrazito velike i kompleksne molekule. Njihova molarna masa se kreće od 10 000 pa sve do 1 milijuna. Imaju izrazito važne uloge u gotovo svim biološkim procesima, te se zbog toga definiraju i kao najsvestranije molekule koje su prisutne u svim, a ne samo životinjskim, živućim sistemima na planeti Zemlji. U našem tijelu proteini imaju niz iznimno važnih funkcija: od transporta i skladištenja drugih molekula, prijenosa živčanih impulsa, sudjelovanja u imunološkom sustavu, kataliziranja kemijskih reakcija, uloge hormona i pufera,  strukturne i građevne funkcije u našim tkivima, pa sve do kontrole rasta i diferencijacije stanica. Također naše tijelo u određenim situacijama proteine može koristiti i kao izvor energije.

Već samim čitanjem ovih par posljednjih rečenica možemo zaključiti kako proteini u ljudskoj prehrani zauzimaju važnu ulogu. Oni su jedan od 6 esencijalnih nutrijenata koje moramo svakodnevno unositi u naš organizam kako bi ono pravilno funkcioniralo. O količinama koje su našem tijelu svakodnevno potrebne pisati ću kasnije u ovome postu.

U odnosu na ostale nutrijente (primjerice ugljikohidrate i masti) proteini su u mnogočemu različiti. Kao prva važna razlika je u tome što proteini u svom sastavu sadrže dušik i sumpor (dušik u mnogo većoj količini u odnosu na sumpor), dok je druga važna razlika ta što se proteini proizvode prema instrukcijama očitanim sa DNA molekule.

Proteini su zapravo sastavljeni od aminokiselina. Aminokiseline su nosioci dušika, budući da svaka aminokiselina po definiciji mora sadržavati (barem) jednu amino skupinu (NH₂). Postoji 20 različitih aminokiselina koje izgrađuju proteine. Od tih 20 aminokiselina samo metionin i cistein sadrže sumpor. Redoslijed nizanja  aminokiselina (povezivanja aminokiselna peptidnom vezom) u proteinu, kojeg nazivamo sekvenca,  je iznimno važan te određuje biološku funkciju samog proteina. Po dogovoru „jako male proteine“ odnosno niz od 50 ili manje aminokiselina nazivamo peptidima. Takvo nazivanje je praktično kod imenovanja produkata razgradnje pojedinog proteina.

Od 20 prije spomenutih aminokiselina, 9 od njih je esencijalno. To znači da tih 9 esencijalnih  aminokiselina naše tijelo ne može proizvesti i da one moraju biti unesene u naše tijelo putem hrane.  To ne znači da je ovih ostalih 11 aminokiselina manje vrijedno, one su jednako vrijedne, jer bez njih naše tijelo ne bi moglo sintetizirati proteine koji su nam neophodni za život. Razlika je u tome što 11 neesencijalnih aminokiselina naše tijelo može sintetizirati iz unesenih esencijalnih aminokiselina, te uz pomoć produkata razgradnje unesenih ugljikohidrata i masti. 

Iz ovoga je vidljivo kako kod konzumacije proteina nutricionisti moraju paziti na  sastav aminokiselina u samom proteinu. One proteine koji u svojemu sastavu sadrže dovoljne količine svih 9 esencijalnih aminokiselina nazivamo visoko-kvalitetnim proteinima. One koji taj kriterij ne zadovoljavaju nazivamo nisko-kvalitetnim proteinima.

Primjeri visoko-kvalitetnih proteina su proteini životinjskog podrijetla: proteini mesa, ribe, bjelanca te mlijeka. Kod proteina biljnog podrijetla, proteini soje su također visoko-kvalitetni. 

Također, analizom nisko-kvalitetnih proteina znanstvenici su uočili kako kombiniranjem dva ili više nisko-kvalitetnih proteina možemo dobiti adekvatnu zamjenu za visoko-kvalitetni protein. Primjerice, proteinima graška (a ujedno i svim mahunarkama) nedostaju metionin i cistein, dok imaju dovoljne količine lizina i izoleucina. Analizirajući proteine riže dobivamo točno oprečnu sliku, riža sadrži dovoljne količine metionina i cisteina, a nedostaje joj lizina i izoleucina. Znači miješajući rižu i grašak naš obrok će sadržavati u dovoljnim količinama sve esencijalne aminokiseline.

I za kraj dolazimo do glavnog pitanja: koliko je ukupno proteina potrebno dnevno unijeti našom prehranom? Za zdrave odrasle osobe preporuka je 0,8g proteina po kg tjelesne mase na dan. Znači zdrava osoba tjelesne mase u iznosu od 70 kg treba unijeti ukupno 56g proteina dnevno. Naravno tih 56g proteina treba proizaći iz raznovrsnih i kvalitetnih izvora dobivenih pravilnim dnevnim prehrambenim planom. Svih 56g proteina neće proizaći samo iz namirnica bogatih proteinima (meso, jaja, riba…itd) već i iz ostalih namirnica konzumiranih tijekom dana (integralnog kruha, tjestenine, povrća…itd) ali u mnogo manjem udjelu. Po pogledu dnevnih energetskih udjela 10-30% ukupnih dnevnih kalorija treba biti zastupljeno iz proteina.

Trudnice, dojilje, djeca i teenageri trebaju veću količinu proteina na dan zbog njihovih potreba za rastom i razvojem. Osobe koje se aktivnije bave sportom ili profesionalni sportaši također mogu imati veće potrebe za unosom proteina. Ovdje je važno napomenuti kako u unosu proteina ne treba pretjerivati, budući da visoke količine unesenih proteina mogu dovesti do bolesti bubrega, gubitka kalcija te povećanja razine kolesterola u tijelu.