Baltymai yra stambiamolekuliai organiniai junginiai, sudaryti iš α‑aminorūgščių liekanų, sujungtų peptidiniu (kovalentiniu) ryšiu. Jie yra visų gyvų organizmų ląstelių pagrindas - sudaro apie 50 % protoplazmos; jų yra gyvūnų organizmo skysčiuose. Iš viso baltymus sudaro penki elementai: anglis, deguonis, vandenilis, azotas, siera, taip pat randama fosforo, geležies, seleno ir kitų elementų. Žmogaus kūnuose yra apie 30 tūkst. įvairių baltymų.

Baltymų struktūra ir savybės

Baltymai yra polimerai, sudaryti iš aminorūgščių, sujungtų peptidiniu ryšiu. Aminorūgštis. Peptidinis ryšys.

Yra 4 baltymų struktūriniai lygiai:

1. Pirminė struktūra - aminorūgščių seka polipeptidinėje grandinėje, ją stabilizuoja peptidiniai ryšiai. Ji lemia visas baltymų savybes.
2. Antrinė struktūra - polipeptidinė grandinė susisuka į α spirales arba β klostes. Fibrilinių baltymų antrinė struktūra gali būti spiralinė (α spiralė miozine) arba klostyta (β‑keratine).
3. Tretinė struktūra - antrinė struktūra išsidėsto erdvėje sąveikaujant šoninėms aminorūgščių grupėms. Ją stabilizuoja kovalentiniai disulfidiniai ryšiai, elektrostatinė sąveika bei vandeniliniai ryšiai tarp aminorūgščių radikalų grupių.
4. Ketvirtinė struktūra - susijungia keletas polipeptidinių grandinių nekovalentiniais ryšiais. Pvz., kraujo baltymą hemoglobiną sudaro 4 polipeptidinės grandinės, kurių kiekviena (kartu su hemu) turi globulės formą.

Denatūracija - natūralios erdvinės baltymo struktūros pažeidimas. Pirmiausia suyra ketvirtinė, vėliau tretinė ir antrinė struktūra, tačiau pirminė struktūra nesuyra. Denatūraciją gali sukelti temperatūros pokyčiai, sunkiųjų metalų jonai, organiniai tirpikliai. Pakitus baltymo struktūrai, pakinta jo savybės. Baltymas tampa neaktyvus.

Baltymų funkcijos

Baltymų funkcijos organizme yra labai įvairios:

• Katalizinė funkcija: Ląstelėse cheminių reakcijų eigą spartina baltyminiai katalizatoriai, vadinami fermentais. Fermentai arba enzimai - tai biologiniai katalizatoriai. Jie padeda virškinti maistą, nes sudaro fermentus, padedančius paversti maistą energija.
• Struktūrinė funkcija: Baltymai yra sausgyslių ir kremzlių sudedamoji dalis. Keratinas yra odos, nagų, plaukų, pagrindas, o kolagenas yra jungiamojo audinio tarpląstelinė medžiaga. Šie baltymai augina ir padeda išlaikyti raumenų masę, užtikrina sausgyslių ir kraujagyslių atsistatymą po fizinės veiklos. Baltymai padeda išlaikyti sveiką ir stangrią odą, tvirtus plaukus ir nagus, nes dalyvauja organizmo audinių augimo ir atsinaujinimo procesuose.
• Apsauginė funkcija: Dalyvauja kraujo krešėjimo procese ir apsaugo organizmą nuo nukraujavimo. Jeigu į organizmą patenka „svetimos medžiagos“, susidaro specialūs imuniniai baltymai - antikūniai, ir jas neutralizuoja. Kraujo baltymas fibrinogenas dalyvauja kraujo krešėjimo procese ir apsaugo organizmą nuo nukraujavimo. Į organizmą patekus svetimų medžiagų, susidaro specialūs imuniniai baltymai antikūnai ir jas neutralizuoja.
• Energetinė funkcija: Baltymai organizme skyla į aminorūgštis, kurios naudojamos tam organizmui būdingų baltymų gamybai. Aminorūgščių perteklius yra suskaldomas ir tampa energijos šaltiniu.
• Medžiagų pernešimo funkcija: Baltymas hemoglobinas transportuoja deguonį kraujyje.

Baltymai katalizatoriai - fermentai

Fermentai palaiko cheminių reakcijų vyksmą katalizuodami, tiek sintezę, tiek skilimą, tuo pačiu reguliuodami ir metabolizmą. Be fermentų neapsieina nė vienas procesas vykstantis organizme - kvėpavimas, virškinimas, judėjimas, augimas, vystimasis ir pan. Chemine prigimtimi fermentai yra baltymai, tačiau be baltyminės dalies į fermento sudėti dažnai įeina ir nebaltyminės prigimties komponentai.

Taigi, optimalus fermento aktyvumas priklauso nuo pH (šarmų-rūgščių balanso), reikalingų kofermentų ir kofaktorių būvimo, inchibitorių (medžiagų, stabdančių fermentų veiklą) nebūvimo.

Pagal sudėtį fermentai gali būti paprasti ir sudėtiniai. Paprasti fermentai susideda tik iš amino rūgščių, o sudėtiniai - papildomai ir iš nebaltyminės grupės. Kofermentais dažniausiai yra įvairių vitaminų dariniai, kofaktoriais - mineralai (makro bei mikro elementai). Jie absoliučiai būtini daugeliui fermentų, nes be jų fermentas negali funkcionuoti.

Fermentai skirstomi į šešias klases, atsižvelgiant į jų katalizuojamos reakcijos prigimtį:

• Oksidoreduktazės - katalizuoja vandenilio pernešimo procesus.
• Transferazės - katalizuoja įvairių atomų grupių pernešimą.
• Hidrolazės - katalizuoja substrato molekulės skaidymą.
• Liazės - katalizuoja kokių nors grupių atskėlimą nuo molekulės, susidarant dvigubai jungčiai, arba grupių prijungimą prie dvigubos jungties.
• Izomerazės - katalizuoja įvairius izomerizacijos ir intramolekulinio persigrupavimo procesus
• Ligazės - katalizuoja dviejų molekulių susijungimą į vieną, panaudojant ATF arba kitus trinukleotidus.

Svarbiausi fermentai ir jų funkcijos:

• Pepsinas, tripsinas - greitina peptidinių ryšių hidrolizę žarnyne (pepsinas - vienas iš virškinimo fermentų, esančių seilėje).
• Lipazė - esterinių ryšių hidrolizę.
• Amilazė - angliavandenių hidrolizę.
• Superoksiddismutazė - greitina superoksido anijono dismutaciją ir prieštarauja šio anijono neigiamam poveikiui organizmui.
• Laktazė - iš pieno cukrų (laktozės) transformuoja į gliukozę ir galaktozę.
• Katalazė - greitina, toksinio organizmui, anglies dioksido skilimą į vandenį ir deguonį.
• Papainas - skaido ir baltymus, ir riebalus, ir angliavandenius.
• Bromelainas - tai skaidančių baltymus, fermentų grupė.

Svarbiausi kofermentai:

• Lipoinė rūgštis (acillipoatas): Kaip kofermentas veikia organizme vykstančiose oksidacijos-redukcijos reakcijose.
• Kofermentas Q10 (ubichinonas): Yra kiekvienoje ląstelėje ir dalyvauja energijos susidarymo procesuose.

Baltymų šaltiniai ir mitybos aspektai

Baltymai reikalingi teisingam organizmo vystymuisi ir funkcionavimui, todėl jie sudaro būtiną maisto sudedamąją dalį. Didelę pramoninę reikšmę turi gyvūnų odos. Iš jų gaminami įvairūs gaminiai: batai, rankinės, pirštinės, baldai, striukės. Iš galvijų kaulų daroma želatina. Daug plataus vartojimo prekių gaminama iš vilnos ir šilko.

Pagal rekomenduojamas maistinių medžiagų ir energijos normas baltymai 7‒12 mėn. amžiaus vaikams turi sudaryti 7-15 proc. paros maisto davinio energinės vertės (toliau - E proc.), 12‒24 mėn. Tai yra nuo 0,7 iki 1,2 ar net 1,5 gramų baltymų vienam kūno kilogramui.

Sveikiausi baltymai:

• Augalinės kilmės: įvairios sėklos, riešutai, kruopos (ypač bolivinė balanda, burnotis), ankštiniai.
• Gyvūninės kilmės: mėsa, žuvis ir jūros gėrybės, kiaušiniai, pienas ir pieno produktai.

Nesveikiausi baltymai - perdirbti, riebaluose virti, gruzdinti, skrudinti, taip pat baltyminiai kokteiliai, batonėliai ir kita.

Kad mityba būtų subalansuota baltymų turime gauti kiekvieno valgymo metu.

Kas atsitinka, jei valgome per daug baltymų? Baltymų perteklius virsta riebalais ir auga papildomi kilogramai, apkraunamos kepenys ir inkstai, galima turėti virškinimo trakto problemų, padidėja alergijų rizika, pažeidžiama rūgščių ir šarmų pusiausvyra.

Augalinių baltyminių produktų trūkumai - pesticidai, gyvūninių produktų - pesticidai, hormonai ir antibiotikai.

Rekomenduojama grūdines kultūras maišyti su ankštinėmis, nes kartu jos turės daugiau baltymų.

Tuo tarpu augalinės kilmės baltymai, savo sudėtyje neturintys visų aminorūgščių, nėra visaverčiai. Jūs kasdien į savo meniu turite įtraukti baltyminį maistą, kad gautumėte pakankamą kiekį amino rūgščių. Apie 90% baltymų, kurį jūs suvartojate, yra paverčiama į amino rūgštis. Šias amino rūgštis organizmas panaudoja raumens ir kitų audinių statybai, ir atstatymui, bei atlieka kitas aukščiau išvardintas funkcijas. Kitus 10% baltymų organizmas pašalina. Baltymo molekulė pradedama skaidyti į amino rūgštis jau burnoje ir baigiama plonojoje žarnoje. Kai gaunate pakankamą kiekį baltymų ir patenkinate amino rūgščių poreikį, organizmas išlaiko baltymų pusiausvyrą. Tačiau, jei jūs negaunate pakankamo kiekio baltymų, baltymai (dažniausiai iš raumens) yra skaidomi, norint kompensuoti amino rūgščių trūkumą.

---