Proteinele: ce sunt, aminoacizii esențiali, sursele animale și vegetale și semnele deficitului

Proteinele sunt moleculele din care sunt construite mușchii, enzimele, anticorpii, o parte dintre hormoni și aproape toate structurile celulare. Sunt formate din 20 de aminoacizi, dintre care nouă nu pot fi produși de organism și trebuie să provină din alimentație — aminoacizii esențiali. Organismul nu stochează proteine în exces: le descompune zilnic și le reface continuu, iar azotul rezultat este eliminat, motiv pentru care un aport regulat este necesar pe tot parcursul vieții, nu doar în perioada de creștere. Carnea, peștele, ouăle și lactatele conțin toți aminoacizii esențiali în proporții apropiate de nevoile omului; leguminoasele, soia, cerealele integrale, nucile și semințele pot acoperi aceleași nevoi într-o alimentație variată. Deficitul sever de proteine este rar în Europa, dar aportul insuficient este frecvent la vârstnici, în boală și după spitalizare, unde contribuie la pierderea masei musculare.

Cât de multe proteine sunt necesare zilnic, în funcție de greutate, de vârstă și de starea de sănătate, este detaliat într-un articol separat pe Healthwise, dedicat necesarului de proteine.

Proteinele, în șase idei

1. Proteinele sunt formate din 20 de aminoacizi, dintre care nouă sunt esențiali și trebuie luați din alimentație.
2. Organismul nu depozitează proteine: le descompune și le reface zilnic, astfel încât aportul trebuie să fie constant.
3. Excesul de proteine nu devine mușchi, ci este folosit ca energie sau transformat în grăsime, iar azotul se elimină.
4. Alimentele de origine animală conțin toți aminoacizii esențiali în proporții apropiate de nevoile omului.
5. O alimentație vegetală variată acoperă necesarul, fără combinarea obligatorie a alimentelor la aceeași masă.
6. Deficitul apare mai ales la vârstnici, în boală și după spitalizare, și se vede prin pierderea masei musculare.

Ce sunt proteinele și ce rol au în organism

Numele vine din grecescul proteios, „de prim rang”. L-a propus în 1838 chimistul suedez Jöns Jacob Berzelius, într-o scrisoare către chimistul olandez Gerardus Mulder, care studia substanțele cu azot din alimente și din țesuturi și a folosit apoi termenul în publicațiile lui. Alegerea s-a dovedit potrivită: proteinele sunt implicate în aproape fiecare proces din organism.

Rolurile lor sunt foarte diferite. Proteinele structurale — colagenul, keratina, actina și miozina din mușchi — dau formă și rezistență țesuturilor. Enzimele, aproape toate proteine, fac posibile reacțiile chimice ale digestiei, ale producerii de energie și ale copierii ADN-ului. Hemoglobina transportă oxigenul, albumina transportă substanțe prin sânge și menține lichidele în vase. Anticorpii fac parte din apărarea imunitară. Unii hormoni, precum insulina sau hormonul de creștere, sunt proteine. Iar aminoacizii din proteine servesc și la producerea altor compuși importanți: creatina din mușchi, unii neurotransmițători, hormonii tiroidieni.

Din punct de vedere chimic, proteinele au o particularitate care le deosebește de carbohidrați și de grăsimi: conțin azot. Azotul reprezintă, în medie, aproximativ 16% din greutatea proteinelor, iar această proporție stă la baza metodelor clasice de măsurare a proteinelor din alimente și a necesarului uman.

Aminoacizii — cei 20 de aminoacizi din proteine

Proteinele din organism sunt construite din 20 de aminoacizi, legați în lanțuri de zeci până la mii de unități, în ordinea dictată de gene. Aceeași succesiune de aminoacizi determină forma finală a proteinei și, prin ea, funcția ei. Toate proteinele alimentare, cu excepția gelatinei, conțin fiecare dintre cei 20 de aminoacizi, dar în proporții diferite — iar această proporție decide cât de bine acoperă un aliment nevoile omului.

Excepția gelatinei merită o precizare, pentru că privește și suplimentele de colagen. Gelatina și colagenul hidrolizat provin din țesutul conjunctiv — piele, tendoane, oase — și sunt foarte bogate în glicină, prolină și hidroxiprolină, dar le lipsește complet triptofanul, iar alți aminoacizi esențiali se găsesc în cantități mici. Din punct de vedere nutrițional, sunt proteine incomplete: gramele de colagen dintr-un supliment nu pot înlocui proteinele din alimentele obișnuite atunci când se calculează aportul zilnic. Efectele suplimentelor de colagen asupra pielii și a articulațiilor sunt discutate în articole separate pe Healthwise.

Stabilirea aminoacizilor esențiali a fost una dintre marile lucrări ale nutriției secolului trecut. Biochimistul american William Cumming Rose a identificat, în anii 1930, treonina, ultimul dintre aminoacizii descoperiți, și a arătat, prin experimente pe șobolani hrăniți cu amestecuri purificate, care aminoacizi nu pot lipsi din hrană. În anii 1940–1950, a repetat experimentele pe voluntari umani, măsurând echilibrul de azot atunci când câte un aminoacid era scos din dietă, și a stabilit necesarul minim pentru fiecare.

Cei nouă aminoacizi esențiali

Aminoacizii esențiali sunt cei pe care organismul uman nu îi poate produce în cantitate suficientă și care trebuie, prin urmare, să provină din alimentație: histidina, izoleucina, leucina, lizina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofanul și valina. Histidina a fost considerată mult timp esențială doar pentru sugari; studiile ulterioare au arătat că este necesară și adulților.

Ceilalți aminoacizi pot fi produși de organism din alte substanțe, dar câțiva devin esențiali în anumite situații — de unde denumirea de aminoacizi condiționat esențiali. Tirozina se obține în mod normal din fenilalanină, dar devine esențială în fenilcetonurie, boala ereditară în care această transformare nu are loc. Cisteina se obține din metionină, dar la prematuri și în unele boli hepatice conversia este insuficientă. Arginina și glutamina pot deveni insuficiente în stări de stres metabolic major, precum arsurile extinse sau infecțiile severe. Rolul fiecărui aminoacid esențial este tratat în articole separate pe Healthwise, dedicate lizinei, leucinei, valinei, metioninei și triptofanului.

Metabolismul proteinelor — sinteză, degradare și eliminarea azotului

Proteinele din organism nu sunt structuri permanente. Ele sunt descompuse și refăcute continuu, într-un proces numit turnover proteic, care la un adult implică, zilnic, de ordinul a 250–300 de grame de proteine — de câteva ori mai mult decât aportul alimentar. Cea mai mare parte a aminoacizilor eliberați este refolosită pentru construirea unor proteine noi. Refolosirea este eficientă, dar nu perfectă: o parte dintre aminoacizi este degradată, iar azotul lor este transformat în ficat în uree și eliminat prin urină.

Se pierde azot și prin scaun, transpirație, piele, păr și unghii. Aceste pierderi continue explică de ce un adult are nevoie de proteine chiar și după ce creșterea s-a încheiat: aportul alimentar înlocuiește aminoacizii degradați zilnic. Ritmul turnover-ului crește după mese bogate în proteine, în timpul refacerii după efort și în boală, și scade în perioadele cu aport redus, când organismul devine mai econom.

Proteinele au și un efect practic asupra apetitului: dintre toate componentele alimentației, ele dau cea mai mare senzație de sațietate raportat la calorii. În plus, digestia și metabolizarea lor consumă mai multă energie decât cea a carbohidraților și a grăsimilor — aproximativ 20–30% din caloriile proteinelor, față de 5–10% pentru carbohidrați și sub 5% pentru grăsimi. Aceste două efecte explică o parte din succesul dietelor bogate în proteine pentru scăderea în greutate, iar în timpul slăbirii un aport proteic adecvat ajută la păstrarea masei musculare. Efectul este real, dar modest: o dietă bogată în proteine nu compensează un surplus caloric.

Echilibrul de azot și cum a fost stabilit necesarul de proteine

Necesarul de proteine a fost stabilit prin studii de echilibru de azot: se măsoară azotul consumat și cel eliminat prin urină, scaun și transpirație, la diferite niveluri de aport. La un adult, necesarul corespunde aportului la care cele două se egalează; la copii și în sarcină, echilibrul trebuie să fie pozitiv, pentru a susține creșterea.

Pe baza acestor studii, Organizația Mondială a Sănătății și Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară recomandă pentru adulții sănătoși un aport de aproximativ 0,8 grame de proteine pe kilogram de greutate pe zi, cu o marjă care acoperă nevoile majorității persoanelor. Pentru vârstnici, grupuri de experți recomandă 1–1,2 grame pe kilogram, iar pentru persoanele cu boli acute sau cronice, cantități chiar mai mari. Calculul concret, pe greutate și pe situație, este descris în articolul Healthwise despre necesarul de proteine.

Surse animale de proteine

Carnea, peștele, ouăle și lactatele conțin toți aminoacizii esențiali în proporții apropiate de nevoile omului și au o digestibilitate ridicată, motiv pentru care sunt numite, de obicei, proteine complete. Un ou aduce aproximativ 6 grame de proteine, o porție de 100 de grame de piept de pui sau de pește, în jur de 20–25 de grame, iar un pahar de lapte, aproximativ 8 grame. Brânzeturile maturate sunt foarte concentrate în proteine, dar și în grăsimi saturate și sare.

Gătirea contează pentru cât de bine se absorb proteinele. Într-un studiu clasic, publicat în 1998, proteinele din ouăle gătite au fost digerate și absorbite în proporție de peste 90%, față de aproximativ jumătate în cazul ouălor crude — pentru că proteinele denaturate prin căldură sunt mai accesibile enzimelor digestive. Obiceiul de a bea ouă crude, popular în unele medii sportive, aduce, prin urmare, mai puține proteine utilizabile și, în plus, riscul de infecție cu salmonela. Albușul crud conține și avidină, o proteină care leagă biotina și îi reduce absorbția; gătirea o inactivează.

Alegerea dintre surse animale contează pentru sănătate dincolo de proteine. Peștele, ouăle, carnea de pasăre și lactatele se asociază, în studiile mari, cu un profil de risc mai bun decât carnea roșie consumată frecvent și, mai ales, decât carnea procesată — mezelurile, cârnații, bacon-ul —, pe care Agenția Internațională pentru Cercetarea Cancerului o clasifică drept carcinogenă pentru colon.

Alergiile alimentare sunt, aproape întotdeauna, reacții la o proteină anume: cazeina sau proteinele din zerul laptelui, ovalbumina din albuș, anumite proteine din arahide, soia, pește, crustacee sau grâu. Sistemul imunitar le recunoaște ca străine și reacționează, uneori sever. Alergia la proteinele laptelui este diferită de intoleranța la lactoză, care privește zahărul din lapte și nu implică sistemul imunitar. O persoană alergică la o anumită proteină nu are o problemă cu proteinele în general, ci trebuie să evite doar alimentele care o conțin, iar reacțiile severe, cu dificultăți de respirație, umflarea feței sau leșin, sunt urgențe.

Surse vegetale de proteine

Leguminoasele — fasolea, lintea, năutul, mazărea — și soia sunt cele mai bogate surse vegetale de proteine, cu 7–9 grame la 100 de grame în forma fiartă și în jur de 12–15 grame pentru tofu. Cerealele integrale, fulgii de ovăz, quinoa, hrișca, nucile și semințele aduc cantități mai mici, dar importante într-o alimentație variată.

Proteinele vegetale au, în general, o proporție mai mică dintr-un aminoacid esențial: leguminoasele sunt mai sărace în metionină, cerealele, în lizină. Cele două tipuri de alimente se completează reciproc — de unde combinații tradiționale precum fasolea cu mămăligă sau lintea cu orez. Soia și quinoa au un profil de aminoacizi mai echilibrat. Digestibilitatea proteinelor vegetale este, în medie, ceva mai mică decât a celor animale, iar gătirea, înmuierea și fermentarea o îmbunătățesc. Diferența dintre proteinele „complete” și „incomplete” și consecințele ei pentru alimentația vegetală sunt discutate pe larg într-un articol separat pe Healthwise.

Calitatea unei proteine se exprimă prin scoruri care combină conținutul de aminoacizi esențiali cu digestibilitatea. Organizația pentru Alimentație și Agricultură a Națiunilor Unite a folosit din 1993 scorul PDCAAS, iar din 2013 recomandă un scor mai precis, DIAAS, care măsoară digestibilitatea fiecărui aminoacid la capătul intestinului subțire. Proteinele din lapte, ouă, carne și soia au scoruri mari; cele din leguminoase și cereale, luate separat, scoruri mai mici. Scorurile sunt utile pentru compararea alimentelor și pentru formulele speciale, dar într-o alimentație variată ele contează mai puțin, pentru că diferitele surse se completează.

Conținutul de proteine al alimentelor frecvente

Deficitul de proteine — semne și cine are risc

Deficitul sever de proteine apare rareori izolat: de obicei, el însoțește un aport insuficient de energie și de alți nutrienți. Formele extreme au fost descrise la copiii din țările sărace. În 1935, medicul pediatru jamaicano-britanic Cicely Williams a publicat în The Lancet descrierea unei boli pe care a observat-o la copiii din Coasta de Aur, actuala Ghana, și căreia i-a păstrat numele local: kwashiorkor, în limba ga, „boala copilului înlăturat de la sân” la nașterea unui frate mai mic. Copiii aveau edeme, piele descuamată, păr decolorat și ficat mărit, în contrast cu marasmul, forma de malnutriție în care copilul este sever emaciat, fără edeme.

La adulții din Europa, deficitul sever este rar în afara unor boli, a malnutriției din alcoolism sau a tulburărilor de alimentație. Mult mai frecvent este aportul insuficient, fără semne evidente, la vârstnicii care mănâncă puțin, la persoanele cu boli cronice, după intervenții chirurgicale și în timpul spitalizărilor. Consecința lui principală este pierderea de masă și de forță musculară — sarcopenia —, cu risc crescut de căderi, de fracturi și de pierdere a autonomiei. Semnele de urmărit sunt scăderea în greutate neintenționată, pierderea forței, vindecarea lentă a rănilor, oboseala și, în formele avansate, edemele.

Excesul de proteine și rinichii

Pentru persoanele sănătoase, un aport de proteine peste recomandări nu s-a dovedit dăunător pentru rinichi: o meta-analiză publicată în 2018 nu a găsit diferențe în funcția renală între adulții care consumau diete bogate în proteine și cei cu aport normal. Situația este diferită la persoanele cu boală cronică de rinichi, la care un aport proteic crescut poate accelera evoluția bolii, iar cantitatea se stabilește împreună cu medicul nefrolog. Excesul are și alte consecințe practice: dietele foarte bogate în proteine animale sunt adesea sărace în fibre și bogate în grăsimi saturate, iar cantitatea totală de calorii crește.

O temere veche susține că proteinele, mai ales cele animale, ar „acidifica” sângele și ar scoate calciul din oase, crescând riscul de osteoporoză. Ipoteza nu s-a confirmat. Meta-analizele studiilor disponibile arată că un aport proteic mai mare are un efect neutru sau ușor favorabil asupra densității osoase și nu crește riscul de fracturi, cu condiția ca aportul de calciu să fie adecvat. La vârstnici, aportul insuficient de proteine se asociază, dimpotrivă, cu pierdere osoasă și musculară mai rapidă și cu o recuperare mai lentă după fracturi.

Suplimentele de proteine — când au sens

Pulberile proteice — din zer, cazeină, soia, mazăre sau orez — sunt o formă practică de a adăuga proteine atunci când alimentația nu acoperă necesarul: la vârstnicii cu apetit scăzut, în recuperarea după boală sau chirurgie, la sportivii cu nevoi mari sau la persoanele cu alimentație vegană care au dificultăți să atingă cantitatea totală. Pentru o persoană sănătoasă cu alimentație variată, ele nu aduc beneficii suplimentare față de alimente. La cumpărare, merită verificate conținutul real de proteine pe porție, lista de ingrediente și prezența unei testări independente, pentru că unele produse au fost găsite contaminate cu metale grele sau cu substanțe nedeclarate.

Afirmații frecvente și ce susțin dovezile

2x GimnasticăAcvatică Premium

Un prim pas pentru un bebe mai puternic

De la 2 luni|Doar până pe 8 noiembrie|ABC Dorobanți

Sfaturi Healthwise

• Include o sursă de proteine la fiecare masă principală.
• Alternează sursele: pește, ouă, lactate, carne de pasăre, leguminoase, soia.
• Limitează mezelurile și carnea procesată.
• Dacă mănânci vegetarian sau vegan, variază leguminoasele, cerealele integrale, nucile și semințele pe parcursul zilei.
• După 65 de ani, urmărește să mănânci suficiente proteine, mai ales dacă apetitul a scăzut.
• Dacă ai boală cronică de rinichi, stabilește cantitatea de proteine împreună cu medicul.
• Nu lua suplimente proteice pentru căderea părului fără să cauți întâi cauza.
• Combină aportul proteic cu exerciții de forță pentru a păstra masa musculară.
• După o boală sau o spitalizare, discută cu medicul despre necesarul de proteine în recuperare.
• Verifică eticheta pulberilor proteice și alege produse testate independent.

Concluzie Healthwise

Proteinele sunt materialul de construcție al organismului și, totodată, instrumentele lui de lucru: enzime, anticorpi, transportori, hormoni. Sunt formate din 20 de aminoacizi, dintre care nouă trebuie să vină din alimentație, iar organismul le reface zilnic, fără să le poată stoca — de aici nevoia unui aport constant, la orice vârstă.

Alimentele de origine animală și cele vegetale pot acoperi, la fel de bine, nevoile de proteine, dacă alimentația este variată și suficientă. Deficitul sever este rar, dar aportul insuficient este frecvent la vârstnici și în boală, unde se vede prin pierderea forței și a masei musculare. Iar excesul nu construiește mușchi: pentru asta, alături de proteine, este nevoie de mișcare.

Referințe științifice

World Health Organization, Food and Agriculture Organization, United Nations University. Protein and amino acid requirements in human nutrition. WHO Technical Report Series 935. Geneva: WHO; 2007.

Susține datele privind necesarul de proteine, aminoacizii esențiali, echilibrul de azot și turnover-ul proteic.

EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies. Scientific Opinion on Dietary Reference Values for protein. EFSA Journal. 2012;10(2):2557.

Susține recomandarea europeană de aport proteic pentru adulți.

Rose WC. The amino acid requirements of adult man. Nutr Abstr Rev. 1957;27(3):631-647.

Susține descrierea studiilor care au stabilit aminoacizii esențiali la om.

Young VR, Pellett PL. Plant proteins in relation to human protein and amino acid nutrition. Am J Clin Nutr. 1994;59(5 Suppl):1203S-1212S.

Susține afirmațiile privind calitatea proteinelor vegetale și complementaritatea lor pe parcursul zilei.

Williams CD. Kwashiorkor: a nutritional disease of children associated with a maize diet. Lancet. 1935;226(5855):1151-1152.

Sursa istorică a descrierii kwashiorkorului.

Bauer J, Biolo G, Cederholm T, Cesari M, Cruz-Jentoft AJ, Morley JE, et al. Evidence-based recommendations for optimal dietary protein intake in older people: a position paper from the PROT-AGE Study Group. J Am Med Dir Assoc. 2013;14(8):542-559.

Susține recomandările privind aportul proteic la vârstnici și în boală.

Devries MC, Sithamparapillai A, Brimble KS, Banfield L, Morton RW, Phillips SM. Changes in kidney function do not differ between healthy adults consuming higher- compared with lower- or normal-protein diets: a systematic review and meta-analysis. J Nutr. 2018;148(11):1760-1775.

Susține afirmația privind lipsa efectelor asupra funcției renale la persoanele sănătoase.