Irta dr. Weninger Antal AZ ÉLETFOLYAMATOK hordó-
zói és tulajdonképpeni í A megvalósítói azok a rendkívül bonyolult összetételű szerves vegyületek, amelyeket
„fehérjék"-nek nevez a • tudo- mány. Szinte az az érzésünk, hogy a teremtő Ősprincipium alakító kedvteléseinek kifejező eszköze ez a „választott anyag", amelynek építőköveiből, az aminosavakból felépíthetnénk az egész szerves világot, h a is- mernénk az életszerkezet vala- mennyi titkát. Ezekből az óriási hatalmas termetű molekulákból szerveződött, végtelen kombi- nációs lehetőségeket nyújtó, egé- szen különleges anyagokban a legérdekesebb vegyületekkel ta- lálkozunk, hiszen az élet titka rejtőzik bennük. Testi és lelki életünk minden megnyilvánu- lása végeredményben állandó mozgásban, lüktetésben kavar- gásban, hullámzásban, finoman sikló áramlásokban, ár-apályak- ban, végtelenül finom kölcsön- hatásokban dolgozó fehérje- kémia. Amikor a fehérjékről írok, csak az agyvelőfehérjéim segítségével tehetem e z t . . .
A „fehérje" kifejezés (ré- gebben fehérnyének nevezték) a tojásfehérjéből származik.
Német nyelven ma is „Ei- weiss"-t emlegetnek. A többi
szerves vegyületektől főleg nit- rogéntartalma által különbözik.
A nitrogén-elem különben az' egész szerves élet tengelye. A nitrogéntartalom tehát mint- egy vegytani áruló jele a fehér- jéknek, noha a zsírcsoporthoz tartozó foszfatidák és a glukoz- amidnak nevezett szénhidrát is tartalmaznak nitrogént. Az élet- tanban szokás nitrogén-anyag- cseréről beszélni, ami azonban nem szabatos megjelölés, mert tulajdonképpen fehérjeanyag- cserét jelent.
A fehérjék szerkezete
A szén, hidrogén, oxigén és nitrogén rendes alkatrésze min-
den fehérjének. E törzseleme- ken kívül megtaláljuk legtöbb:
szőr a ként és foszfort, némely- kor pedig a vasat, rezet, klórt, jódot vagy brómot is.
A fehérjék vegyi szerkezeté- nek felderítését, legalábbis alapjaiban, Fischer Emilnek köszönhetjük. Ő világított bele először azoknak a bonyolult ké- miai kötéseknek útvesztőibe, amelyek a hatalmas fehérje- molekulát létrehozzák. A leg- alacsonyabb fehérje-molekula- súly 17.500. Érdekes, jelentősé- gében ma még megfoghatatlan körülmény, hogy a legtöbb fe-
hérje molekulasúlya mindig ez értéknek valamilyen egész- számú többszöröse. így például a thyreoglobulin, a pajzsmirigy egyik fehérjéje 650.000 mole- kulasúllyal szerepel, ami 50-sze- rese az alapértéknek. Bizonyos- r a vehető, hogy ez a szabályos- ság a fehérjemolekulák átcso- portosulásában, vegyi reakció- iknak egyszerűsítésében, bizo- nyos molekularészek kicserélő- désében célszerű körülmény. Az 'élő szervezet fehérjereakciói sokkal finomabbak, mint a kém- csövekben lezajló, többnyire
egyoldalú folyamatok. Csak a fehérje finom, mimózaszerke- zete képes a r r a a sokoldalú ve- gyi feladatra, amelyeket a sejt- forma keretei között csodálunk.
Különben is lényeges, hogy ne képzeljük a fehérjét valami me- rev képletnek, talán téglának vagy érdes darabnak, hanem in- kább kocsonyás, rugalmas, al- kalmazkodó érzékeny anyagnak.
Ne tévesszen meg ebben a szer- kezeti képletek : merev lánca vagy szimbolikus gyűrűje, mert ézék csak fogalmi rögzítők, de nem a valóság képei.
Ha a fehérjéket bizonyos er- jesztőkkel kezeljük vagy sav- val, lúggal főzzük, akkor olyan hasadási termékek keletkeznek, amelyek jórésze aminosav, ami annyit jelent, hogy NHs-gyököt tartalmaz. Csak elenyészően csekély töredékben találkozunk aminosavakkal (NH-gyök). Az
aminosavak láncszerű füzéreit nevezzük peptideknek. E z a jellemző, úgynevezett „peptid- kötés", valamint a hozzája sok- szoros variációkban kapcsolódó oldalláncok érzékítik a fehérje- építés vázlatát. H a elképzeljük az aminosavak sokasága révén előálló különböző hosszúságú láncokat függelékeikkel, fitye- gőikkel egyetemben, továbbá azt, hogy egyetlen fehérjemole- kulában ugyanaz az aminosav többszörösen fordulhat elő, va- lamint azt is, hogy a kapcsoló- dás sorrendje is hányszorosan változhat, úgy megértjük, hogy a természet végtelen sokféle fehérjemolekulát építhet, ame- lyek mind különböznek egy- mástól. Ezt az elméleti lehető- séget a természet gazdagon va- lósítja meg, hiszen tudjuk, hogy minden állati és növényi f a j n a k különböző, a f a j r a jel- lemző, úgynevezett „specifikus"
fehérjéi vannak, sőt mai isme- reteink alapján m á r egyéni fe- hérjékkel is számolnunk kell és ezen túlmenően egyetlen szer- vezeten belül. a különböző zsi- . gerek is specifikus szervfehér- jékkel rendelkeznek. H a ehhez hozzávesszük, hogy bizonyos
betegségekkel kapcsolatban jezek a szigorúan körvonalazott fe- hérjék kémiai átalakulást szen- vedhetnek, akkor fogalmunk támad arról, hogy mennyire bonyolult, áttekinthetetlen és virtuóz - differenciálódásaiban
mennyire kimeríthetetlen a fe- hérjék biokémiája. Ahogy a zene 7 alaphangjából és azok módosításaiból évezredekre te- lik ú j és ú j melódiára, partitu- rára, a zenei stílusok sokasá- gára, m e r t a hangok kombiná- cióinak határtalan a lehetősége es a zeneértő, mégis ráismer Mozartra, Wagnerre, Debussyre
vagy Bartókra, úgy az amino- savakból á természet bámula- tos biztonsággal építi fel Nagy János vagy Kis Péter egyéni fehérjéit, amelyek, ha mégoly finom árnyalatban is, de kü- lönböznek a földön eddig meg- jelent összes emberek fehérjéi- t ő l . . . A természet miriádnyi variációkon keresztül tör az egyén, az individuum felé!
A fehérjék szerepe táplálkozásunkban
A fehérjéket szokás szerveze- tünk építőanyagának nevezni.
S valóban : az életgépezet állvá- nyai, protoplazmás sejtjei, fo- gaskerekei, h ú r j a i és küllői, csavarjai és betétei, nedvei és olajai mind fehérjéből készül- nek. Az életssövő Művész ked- venc anyaga a f e h é r j e . . . Ez építőanyag mellett szükségünk van üzemanyagokra, amelyek a szénhidrátok, zsírok, ásványi sók és a víz. Az erjesztők, hor- monok és vitaminok is üzem- anyagok, de ezek egy része ugyancsak fehérjékből áll.
Különben nem is lehet egész élesen elhatárolni azt, hogy me- lyik az építő és melyik az üzemi anyag. Noha a fehérjé- nek nem az a hivatása, hogy üzemi anyagként szerepeljen, mégis gyakran sor kerül arra, hogy energiát és hőt szolgál- tasson. Másrészt például az agyvelőnek, idegrendszemek és a csontvelőnek felépítésében a zsír is részt vesz, mint lénye- ges építőanyag.
Az építő-anyagcserében fe- hérjékkel, állati vagy növényi proteinekkel pótoljuk az elko- pott és szétesett fehérjéket. Ha- junk, körmeink, a bőrünkről állandóan hámló szaru, nyál- kánk és váladékaink, stb. mind fehérjékből állanak. A fodrász hatalmas mennyiségű fehérjét távolít el ollójával és borotvá- jával, a manikűrolló ugyancsak sokat amputál le kezünkről és lábunkról, minden köhögés és köpés, nátha vagy verejtékezés fehérjeveszteséget jelent. Szá- mottevő mennyiséget fogyaszt ezeken kívül a hormonális mi- rígyrendszer is. De a fehérje csak fehérjével pótolható! Míg az üzemi anyagcserében a há- rom mennyiségileg legjelentő- sebb tápanyag: a szénhidrátok, zsírok és fehérjék a legtágabb mértékben izokalóriásan he- lyettesíthetik egymást, az építő- anyagcsere szempontjából a fe- hérje nélkülözhetetlen. A fe- hérjéből kb. napi 40 gramm az
a minimum, amely mellett anyagcsere-egyensúly fennáll- hat. Ez az érték azonban ko- rántsem jelent optimumot, m e r t
a fehérjefukarság /csakhamar érezteti hatását. Elég csak egy lázas betegség, amely fokozott fehérjeelhasználódással j á r és megbomlik az egyensúly, mert fehérjéje fogytán a szervezet alaptőkéjéhez, a s a j á t proto- plazmájához nyúl. Ezért lénye- ges megállapítás az, amely sze- rint a szervezet nagyobb fe- hérjemennyiségre szorul, mint amennyivel szükség esetén be- éri. Rendes, változatos és ki- adós táplálkozás esetében, ami- kor energiaszükségletünket bő- ségesen fedezik a szénhidrátok és zsírok, tehát a fehérje ebből a szempontból megkímélődik, elég belőle az úgynevezett „fi- ziológiás minimum". Ilyenkor akár napi 25 grammal is beér- jük. Eközben tudnunk kell, hogy a szénhidrátok jobb fe- hérjemegtakarítók, mint a' zsí- rok. Az úgynevezett „higiéni- kus" vagy „praktikus" fehérje- minimum azonban-több; a kü- lönböző. tapasztalatok szerint 30—200 gramm között válta- kozik. Ennyi fehérjefogyasztás mellett teljes munkaképessé- günk és egészségünk biztosítva van.
Liébig még fehérjetartalom szerint becsülte fel ételeink tápértékét, mert úgy vélte, hogy az izommunka energia-
forrása a fehérje. Elméletét Rubner döntötte meg, ameny- nyiben kimutatta, hogy a fe- hérje elsősorban az élő anyag felépítéséhez kell. Ujabban mintha megint Liebig felé közeledne az* élettudomány.
Schenk ugyanis az 1936-i ber- lini olimpiászon szereplő sport- embereken végzett vizsgálatai révén megállapította, hogy he- veny megerőltetések alkalmá- val nagy szükségünk v a n állati fehérjékre.
A minőségi tényező
A fehérjeértékek körül folyó vita természetes következménye annak, amit a fehérjevegyüle- tekről általában mondottunk.
Nyilvánvaló, hogy nemcsak fog- lalkozási ág, testi vagy szel- lemi munkateljesítmény, élet- körülmények és életkor szerint adódnak nagy különbségek, ha- nem alkati, továbbá megszokási és alkalmazkodási tényezők is közrejátszanak a fehérjeszük- séglet mértékének eltérő fokai- _ban. De. mindezeken felül szem
előtt kell tartanunk a fehérje minőségi különbségeit is. Mint- hogy az állati f e h é r j e áll leg- közelebb az emberihez, érthető, hogy legértékesebb fehérjéin- ket a húsból, halból, tojásból és tejből merítjük. A növényi fe- h é r j e biológiai tápérték szem- pontjából kétségtelenül mögöt- tük áll, ami egyben tudományos
cáfolata az egyoldalú, fanati- kus vegetáriánizmusnak. A nö- vényi fehérjék nélkülözik azo- kat a fontos aminosavakat, amelyek az emberi fehérjék fel- építéséhez szükségesek. Aki mégis növényi kosztra szánja el magát, annak legalább tejjel, tojással és sajttal kell „nemesí- tenie" étrendjét, hogy egészsé- ges maradjon. A fehérjék mi- nőségi rangsorát a következő- képpen jegyezhetjük meg: ha 100 százalékosnak vesszük a te- jet, akkor a hús, a hal és a to- j á s 95 százalék, a szójabab és burgonya 75 százalék, a ga- bonafehérje 50 százalék, a hü- velyesek 25 százalék értékkel bírnak. Roese szerint a fehérje- szükséglet lúgos, bázisos táp- lálkozás mellett csökken, sava- nyú táplálkozásra pedig emel- kedik.
Tudnunk kell azt, hogy nem mindig az egész fehérjemolekula f e j t ki élettani hatást szerve- zetünkben, hanem gyakran an- nak csak egy töredéke, vagy az egyik láncszemét kitevő amino- sav. így pl. a glykokoll, a leg- egyszerűbb aminosav, szoros összefüggésben áll a kreatinnal és ezáltal az izomműködéssel.
Lám, az izomműködés nemcsak égésen, szénhidrátok elfűtésén, hanem a fehérjék támogatá- sán is múlik! Gyakran nehéz eldönteni, hogy az egész fe- hér jemolekula hatott-e, avagy csak egyik aminosav. Tévedésbe
eshetünk akkor is, ha a fehérje mellett más anyagokat is fo- gyasztottunk. Hippokrates pl.
az esti vakság gyógyítására a következő refceptet a j á n l j a :
„Márts mezbe egy ökörmájat és nyelj le ebből egyet-kettőt".
Igaza volt, de nem a máj- fehérje miatt, hanem a nyers- májban foglalt A-vitamin és carotin fejtik ki a retinabibor- ra a kedvező hatást.
A fehérjetáplálás fokozott je- lentőségű növekedésben lévő fiataloknál és lábadozóknál. Kü- lönösen ilyeneknek van szük- ségük minőségileg elsőrangú proteinekre, tehát főleg jó tejre. Noha a hiányzó amino- savak egy részét a szervezet maga is elő t u d j a állítani, má- sokat, pl. a histidint, glysint, methionint, tryptophant csak a táplálék ú t j á n kaphatja. Ha ezek hiányoznak, a növekedés gátlást szenved és a lábadozók sem kaphatnak erőre. A hiá- nyos biológiai értékű fehérjék közé tartozik pl. az enyv és a zselatin. Az 1871-i párizsi ost- rom alkalmával enyv segítsé- gével takarítottak , fehérjét.
Zselatinnal összfehérjeszükség- letünknek kb. a felét pótolhat- juk. Kivételesen az is előfor- dul, hogy tiszta növényi táp- lálék mellett is m e g t a r t j a az ember teljes munkaképességét, tehát fehérjeszükségletét tűr- hető módon fedezi növényi pro-
teinekkel. Nagyon alkalmas erre a burgonya.
Amennyire biztos, hogy kellő mennyiségű és minőségű fe- hérjetáplálkozás nélkül nem maradhatunk egészségesek, any- nyira bizonytalan az a kérdés, vájjon hol az a határ, fenn vagy lenn, ameddig elmehe- tünk? Noha a bő fehérjetáplá- lás ellenségei azt bizonyítják, hogy különösen a sok hús idült bélrenyheséget és ezzel kapcso- latosan vakbélgyulladást, gyo- mor-, bél- és májbetegségeket, keringési és vesezavarokat, cu- korbajt, köszvényt, stb. okoz, a mindennapos megfigyelés mégis azt igazolja, hogy egész- séges embernek a nagyobb fe- hérjefölösleg sem árt. Való- színűnek kell tartanunk, hogy csak olyanokra vonatkoztatható az aggályos felfogás, akiknél az idézett betegségekre való haj- lam kezdettől fogva megvolt; a húsfogyasztás legfeljebb siet- teti a kórkép kifejlődését. A nagy húsevők csaknem mindig sok szeszt és dohányt is fo- gyasztanak, kevesebbet mozog- nak, stb. és így számos káros
tényező együtthatása érvénye- sülhet a megbetegedésben.
A túlzott fehérjefogyasztást főleg gazdasági okokból kell el- ítélnünk, különösen ínséges időkben. Az 'építő anyagcseré- ben fölösleges fehérje ugyanis elég, vagyis csupán a szénhid- rátokkal, a sokkal olcsóbb fütő-
anyaggal jut közös sorsra. 1 gramm fehérje ugyanannyi kalóriát szolgáltat, mint 1 gramm szénhidrát (4,1 kaló- ria). Könnyen érthető tehát*
hogy mekkora pazarlást jelent- het ez. De ezenkívül a luxus- fehérje az égési folyamatokat 20—40%-kal fokozza, amit sem a szénhidrát, sem a zsír nem csinál. Fehérjével fűteni körül- belül annyit jelent, m i n t h a épületfával tüzelünk az olcsóbb hasábok helyett.
Fehérjeínség
Ha tudományosan ném is bi- zonyítható, hogy a fehérjedőzsö- lés nagyobb ártalmat jelent, annál világosabb előttünk a fe- hérjeínség katasztrofális jelen- tősége, mert ilyenkor a szer- vezet mintegy önmagát emészti meg. Éhezéskor ugyanis először glykogentartalékát, szénhid- rátkészletét fogyasztja el. Ez- után következik a zsírraktárak kiürítése és végül a sejtek pro- toplazmája esik áldozatul. És mekkora oekonomiát találunk a sorrendben! Az izmok m á r nagy mértékben fogynak, ami- kor a szívizom és a központi idegrendszer még Teljesen ép.
A gázcsere szempontjából oly fontos haemoglobin, a vas- fehérje is sokáig kegyelmet kap, míg a többi fehérjék m á r tünedeznek, pusztulnak. Ezek az élettani tények azt bizonyít-
ják, hogy a szervezet zsiger- ről-zsigerre t u d j a átcsoportosí- tani fehérjéit, ahogy a szük- ség megkívánja. Előbb a ke- vésbbé fontos szövetek fehér- jéit veti máglyára, de eközben is szüntelenül rendez, soroz, át- csoportosít, ügyeskedik, hogy az anyagcsere egyensúlya, úgy, ahogy biztosítva legyen. De ha tovább t a r t az inség, ha nem érkeznek mentő fehérjeszállít- mányok, végül is a teljes éhezés siralmas állapotába süllyed.
Természetes, hogy m á r félúton is, az önelhasználódás fokoza- tos előrehaladtával, a betegsé- gekkel szemben való ellenálló- képesség csökken. Különösen a güműkór kopogtat m á r igen korán a meglazult kapukon.
Jellemző kísérője az éhezésnek
— a fehérjehiánynak — az acidózis, a sawérűség, ami annyit jelent, hogy acetontes- tek képződnek (aceton, acet- ecetsav, B-oxyvajsav), amelye- ket megtalálunk a vizeletben és a beteg leheletében, tehát tel- jésen hasonló állapotba j u t az éhező, mint a cukorbeteg előre- haladott kórságában. Később aztán kifejlődik az éhség- vizenyö, ami abban áll, hogy testszerte folyadékgyülemek ke- letkeznek a bőr alatt.
Igen érdekes betekinteni azokba a finom folyamatokba, amelyeken a fehérjék átesnek, amíg a külvilágból rendeltetési helyükre érkeznek.
Míg a szénhidrátok emész- tése m á r ja szájban kezdődik, a fehérjéket csak a gyomor veszi munkába. Itt vár r á j u k a pepszin, hogy az első szétbon- tást elvégezze. Igaz, hogy pl. a tej fogyasztásakor a nyál mu- cin nevű glykoproteidja nagy mennyiségben termelődik, a tejhez keveredve a gyomorban fellazítja az ott keletkező al- vadási terméket, a kazeint, ami által nagyobb felületet biz- tosít a gyomor erjesztőinek, tehát jól előkészíti a gyomor- munkát. Ilyen értelemben te- hát egyes fehérjék emésztése is m á r a szájban kezdődik.
Mivel a fehérjék — amint említettük, — erősen fajlagos vegyületek, az emésztőcsator- nában le kell bontani őket mindaddig, amíg elemi építő- kövekké esnek szét, amelyek m á r semlegesek, nem fajlago- sak. Míg az idegen fehérje- molekulát nem t ű r i a szervezet, az építőkövekből, az amino- savakból zavartalanul építi fel a s a j á t fajlagos fehérjéit.
A gyomor pepszinje két részre hasítja a fehérjéket: a vízben könnyen oldható al- bumózékra és peptonokra. Ezek azonban még mindig magukon viselik származásuk bélyegét, tehát .fajlagosak és nem lép- hetnek a belvilágba, a vér szentélyébe. Még tovább kell vetkőzniök, hogy lehántsák f a j - lagosságuk utolsó maradvá-
nyait is. Vannak', akik az ál- bumózék megkülönböztetését fölöslegesnek t a r t j á k , tehát az összes fehérjetörmelékeket pep- tonoknak nevezik.
A gyomorból a bélbe ván- dorló peptonokat a .bélnedv tripszinje és erepszinje emészti tovább. A tripszin a még le nem bontott fehérjéket pep- tonizálja, a gyomorból érkező
peptonokat polipeptidekké fap- r í t j a , de nem áll meg itt, ha- nem továbbhalad és ditripepti-
•dekig hasít tovább. Végül az erépszin fejezi be a műveletet és teljesen aminosavakká szedi Szét a fehérjeroncsokat. Az erepszint a hasnyálmirigy és a bélnyálkahártya nedvei szol- gáltatják.
A fehérjeemésztés során ke- letkezett aminosavak a bélfalon á t szívódnak fel, a vérkerin-
gés útján eljutnak a sejtek- hez és ezekben épülnek fel ú j fajlagos fehérjékké.
Mint m á r bevezetőleg is hangsúlyoztam, az életfolyama- tok lényege: fehérjekémia, a .fehérje . örökös, mozgása,.. színe-
változása. A fehérjekémia rej- telmei azonban még számosak.
H a ismerjük is a fehérjegaz- dálkodás stílusait, ha r á is nyi- tottunk a természet legtit- kosabb tevékenységeire a bel- világ süllyesztőiben, a szervek sejtműhelyeiben, mégis távol állunk attól, hogy beavatottjai lehessünk a legfinomabb mű-
helytitkoknak. Hosszú és fá- rasztó kutatómunka kell még ahhoz, högy megtudjuk pon- tosan, miként állítanak be az aminosavak ú j otthonukba, a számukra kijelölt sejtekbe, mi- ként fogadják ott a parányi jövevényeket, hogyan épülnek ú j r a önálló jellemű, hatalmas fehérjemolekulákká, miként il- leszkednek bele ú j életükbe, stb.
Számunkra a fehérjekérdés ma különösen alkalomszerű ér-
dekesség. Mindnyájan' érezzük a fehérjeinség keserveit. A szervezet sokszorosan jelzi, hogy nem tud úgy dolgozni, ahogy megszokta. Egy-egy bőr jelen- ség, kiütés, vágy fagydaganat, a vitamin- és hormonhiány közismert jelenségei mind fe- hérjeínségre utaló vészjelek. A mai élelmezési nehézségek le- küzdése valósággal fehérjepoli- tikát sürget. A népegészség- ügyi gondok sikeres megoldása azonos a fehérjeéllátás biztosí- tásával, ami járvány- és örök- léstani szempontból is fel- becsülhetetlen jelentőségű. Ter-
" mészettudömáüyos ellenőrzés, tanács nélkül azonban célt nem érhetünk. A nép- és utódmentő fehérjepolitika helyes elindí- tása és célszerű irányítása természettudományos kérdés, amelyhez époly szükséges a fiziológus szakvéleménye, mint a büntetőjog reformjához a pszichológusé.
