چرا پروتئین برای ورزشکاران مهم است؟

اگر بافت‌های بدن، مانند برچسب ترکیبات روی مواد غذایی، فهرستی از مواد تشکیل‌دهنده خود داشتند، پس از آب، پروتئین‌ها دومین ماده مهم تشکیل‌دهنده آن‌ها بودند. بیشتر ورزشکاران از اهمیت پروتئین، به‌ویژه در ارتباط با عضلات، آگاهند و معمولاً نگران‌اند که مبادا مقدار کافی از آن را برای پاسخ به نیازهای بدنشان پس از تمرین یا مسابقه دریافت نکنند. ارتباط پروتئین و توده عضلانی تنها یکی از دلایلی است که پروتئین را برای ورزشکاران و حتی افراد غیرورزشکار به یک ماده مغذی ضروری تبدیل می‌کند.

پروتئین‌ها در بدن به طور مداوم در حال تجزیه، بازسازی و یا تغییر شکل‌اند. آن‌ها همچنین می‌توانند به عنوان منبع انرژی مصرف شوند؛ موضوعی که برای ورزشکاران رشته‌های استقامتی مانند ماراتن یا سه‌گانه (تریاتلون) اهمیت ویژه‌ای دارد. هر بخش از ساختار پروتئین که در بدن استفاده نشود، دفع می‌گردد. بنابراین، پروتئین‌ها که یک درشت‌مغذی مهم هستند، باید روزانه از طریق رژیم غذایی جایگزین شوند. تحقیقات نشان می‌دهد که ورزشکاران رشته‌های استقامتی، قدرتی یا تیمی، نسبت به افراد کم‌تحرک، به پروتئین بیشتری نیاز دارند؛ البته این به معنای ضرورت استفاده از مکمل‌های پروتئینی نیست.

در این فصل، پروتئین‌ها، اسیدهای آمینه سازنده آن‌ها، نقششان در بدن و جزئیات مربوط به منابع غذایی، مکمل‌ها و نیازهای پروتئینی پیش، حین و پس از تمرین بررسی می‌شود.

پروتئین چیست؟

پروتئین‌ها از زنجیره‌هایی از اسیدهای آمینه تشکیل شده‌اند. هر اسید آمینه از اتم‌های کربن (C)، هیدروژن (H)، اکسیژن (O) و نیتروژن (N) ساخته شده است. تمام اسیدهای آمینه یک ساختار پایه مشابه دارند: یک اتم کربن مرکزی که به یک گروه آمینی (NH₂)، یک گروه کربوکسیلیک (COOH)، یک زنجیره جانبی کربنی و یک اتم هیدروژن متصل است.

زنجیره جانبی کربنی، هویت و ویژگی‌های منحصر به‌فرد هر اسید آمینه را تعیین می‌کند. شکل، اندازه، فعالیت الکتریکی و pH این زنجیره‌ها متفاوت است و همین تفاوت‌ها، عملکرد و شکل خاص پروتئین را مشخص می‌کند.

اسیدهای آمینه توسط پیوندهای پپتیدی به هم متصل می‌شوند. این پیوند زمانی شکل می‌گیرد که گروه آمینی یک اسید آمینه با گروه اسیدی اسید آمینه دیگر واکنش داده و در این فرآیند، یک مولکول آب ایجاد می‌شود که به آن واکنش تراکم گفته می‌شود. برعکس، هنگام هضم پروتئین، بدن باید این پیوندها را با استفاده از آب بشکند که این فرآیند هیدرولیز نام دارد. هیدرولیز زیاد در رژیم‌های پرپروتئین می‌تواند باعث افزایش دفع آب و در صورت جبران نشدن مایعات، منجر به کم‌آبی بدن شود.

انواع اسیدهای آمینه

در بدن انسان ۲۰ نوع اسید آمینه مختلف وجود دارد.

• ۹ اسید آمینه ضروری: بدن قادر به ساخت آن‌ها نیست و باید از طریق غذا تأمین شوند.
• ۱۱ اسید آمینه غیرضروری: بدن می‌تواند آن‌ها را تولید کند، پس دریافتشان از طریق غذا الزامی نیست.

دو اسید آمینه غیرضروری یعنی تیروزین و سیستئین در شرایط خاص ممکن است ضروری شوند. به این‌ها اسیدهای آمینه نیمه‌ضروری یا مشروط گفته می‌شود. به طور معمول، بدن تیروزین را از فنیل‌آلانین و سیستئین را از متیونین (هر دو ضروری) می‌سازد. اگر این دو اسید آمینه ضروری به میزان کافی در رژیم غذایی وجود نداشته باشند، تیروزین و سیستئین نیز باید از طریق غذا تأمین شوند. آرژینین هم ممکن است در دوره‌هایی مانند بیماری شدید، استرس یا رشد سریع در نوجوانان به اسید آمینه ضروری تبدیل شود.

پروتئین به عنوان منبع انرژی

نقش اصلی اسیدهای آمینه ساخت پروتئین‌های بدن است، اما آن‌ها می‌توانند برای تأمین انرژی نیز استفاده شوند. بیشتر اسیدهای آمینه برای مصرف به عنوان انرژی ابتدا در کبد به گلوکز تبدیل می‌شوند (فرآیند گلوکونئوژنز) و سپس از طریق خون به عضلات فرستاده می‌شوند.

اسیدهای آمینه شاخه‌دار (BCAA) شامل لوسین، ایزولوسین و والین که همگی ضروری هستند، می‌توانند مستقیماً در خود عضله برای انرژی استفاده شوند. این اسیدهای آمینه حدود یک‌سوم پروتئین عضله را تشکیل می‌دهند و علاوه بر نقش انرژی‌زایی، ممکن است در تنظیم سنتز پروتئین عضله هم مؤثر باشند. منابع غذایی غنی از BCAA شامل محصولات لبنی، گوشت، پروتئین گندم، سویا و مکمل‌های پروتئین وی است.

ساختار و انواع پروتئین‌ها

پروتئین‌ها زنجیره‌هایی از اسیدهای آمینه هستند که در ترتیب بسیار خاصی به هم متصل شده‌اند. این ترتیب و توالی، ویژگی‌های فیزیکی و شکل سه‌بعدی پروتئین را تعیین می‌کند که مستقیماً با عملکرد آن در بدن مرتبط است؛ به‌ویژه در مورد پروتئین‌هایی که نقش آنزیم یا هورمون دارند.

بر اساس طول زنجیره:

• دی‌پپتید: دو اسید آمینه
• تری‌پپتید: سه اسید آمینه
• الیگوپپتید: ۴ تا ۱۰ اسید آمینه
• پلی‌پپتید: بیش از ۱۰ اسید آمینه

بیشتر پروتئین‌های بدن و مواد غذایی از پلی‌پپتیدهایی با صدها اسید آمینه تشکیل شده‌اند. رژیم غذایی روزانه باید اسیدهای آمینه لازم برای حفظ این ساختارهای پیچیده را فراهم کند.

پیوست ها:

آمینو اسید: مولکولی که به‌عنوان واحد سازنده‌ی اصلی پروتئین‌ها عمل می‌کند. آمینو اسیدها از اتم‌های کربن (C)، هیدروژن (H)، اکسیژن (O) و نیتروژن (N) تشکیل شده‌اند.

پیوند پپتیدی: نوعی پیوند شیمیایی که گروه آمین یک آمینو اسید را به گروه اسیدی آمینو اسید دیگر متصل می‌کند و در تشکیل پروتئین نقش دارد.

میعان (Condensation): یک فرآیند شیمیایی که منجر به تشکیل مولکول‌های آب می‌شود. این فرآیند هنگام تشکیل پیوندهای پپتیدی بین آمینو اسیدها رخ می‌دهد.

هیدرولیز یک فرآیند شیمیایی است که برای شکستن پیوند شیمیایی بین عناصر یا مولکول‌ها نیاز به استفاده از آب دارد. هیدرولیز برای شکستن پیوندهای پپتیدی بین اسیدهای آمینه ضروری است.

اسید آمینه ضروری

اسید آمینه‌ای که باید از طریق رژیم غذایی دریافت شود، زیرا بدن قادر به تولید آن به‌طور مستقل نیست.

اسید آمینه غیرضروری

نوعی اسید آمینه که بدن می‌تواند آن را از سایر اسیدهای آمینه یا ترکیبات دیگر بسازد و بنابراین نیازی نیست از طریق رژیم غذایی تأمین شود.

اسید آمینه‌ای که به طور معمول اسید آمینه ضروری محسوب نمی‌شود، اما به دلیل شرایط غیرمعمول (مثلاً بیماری شدید) ضروری می‌شود، زیرا بدن توانایی ساخت آن را از دست می‌دهد، را اسید آمینه ضروری مشروط یا نیمه ضروری می‌نامند.

دی پپتید: یک پروتئین ساده که از دو اسید آمینه به هم پیوسته توسط پیوند پپتیدی تشکیل شده است.
تری پپتید: یک مولکول پروتئینی که از سه اسید آمینه به هم پیوسته توسط پیوند پپتیدی ساخته شده است.
الیگوپپتید: یک مولکول پروتئینی که از چهار تا ده اسید آمینه به هم پیوسته توسط پیوند پپتیدی تشکیل شده است.
پلی‌پپتید: یک مولکول پروتئینی که از بیش از ده اسید آمینه به هم پیوسته توسط پیوند پپتیدی تشکیل شده است.