Mehmet PENSE S.Ü. BESYO

PROTEİNLER

Proteinler

Proteinler besinler arasında sadece enerji verme potansiyelleri ile değil ayrıca vücudun ve vücudu oluşturan elementlerin yapısına girmesi açısından son derece önemlidir.

Bu özellik karbonhidratlardan olmaktadır.

proteinlerin, daha önemli yağ ve olmasına neden Yunancada proteios öncelikli öneme sahip kelimesinden türemiş olup, manasındadır.

Proteinler

Bu sözcüğün Latincedeki karşılığı “ Yaşayan varlıklar için elzem öğe ” şeklindedir.

metabolik tepkimelerini yapısı Vücudun en küçük parçası olan proteindir.

hücrenin, katalize eden enzimlerin Büyüme, hücrelerin çoğalması demek olduğuna göre protein büyüme için bir elzemdir .

Vücudun bütün bölümü proteinlerden hücrelerinin büyük yapılmıştır ve bu hücreler sürekli olarak değişip yenilenmektedir .

Proteinlerin Yapısı

Proteinler yağlar ve CHO lar gibi hidrojen ve oksijen atomlarından karbon, oluşur.

Ancak bu yapıyı onlardan ayıran en önemli fark ayrıca nitrojen içeriyor olmalarıdır.

Proteinlerin Yapısı

Proteinleri oluşturan en küçük yapı birimleri karbon, hidrojen, oksijen ve de nitrojen atomlarından oluştukları için bu yapı taşlarına ‘ nitrojenli ’ anlamına gelen ‘ amino ’ adı verilir.

AZOT (NH 2)

Proteinlerin Yapısı

Bunlar bir kenarlarında da asit karakter veren karboksil (-COOH) grubuna sahip olduklarından, proteinleri oluşturan en küçük yapı birimleri amino asit olarak adlandırılır.

Proteinlerin Yapısı

birimi CHO’larda bahsedildiği üzere en küçük yapı glikozdur ve hep aynı olup değişmemektedir .

Buna karşılık proteinlerin en küçük yapı birimleri olan alan amino asitler , karboksil grubunun hemen altında yer kenar grubunun göstermektedir.

farklı olması ile birbirinden farklılık

Amino Asitler

Doğada bulunan 22 organizmamızda yapılamaz.

aminoasitten 9’u Mutlaka dışarıdan besin yoluyla alınması gereken bu aminoasitlere “

elzem”

aminoasitlerde denir.

ve Proteinin her tipi birbiriyle sırayla bağlı özel kombinasyon 20 değişik amino asitten oluşur.

Elzem Amino Asitler

Hayvan hücreleri sentezlemeye amin (NH 2 ) yetenekli değildirler.

grubunu Ancak bitkiler azotundan amin grubunu sentezleyerek yapabilmektedirler.

amino havanın asit Hayvanlar bitkileri yiyerek aldıkları bileşiklerinden dolayısıyla vücutlarında proteinleri yaparlar.

amino NH asitleri 2

Elzem Amino Asitler

İnsan vücudu amino asitleri yapamadığı gibi, amino asitleri çevirebilmekte sınırlı birinden diğerine bir yeteneğe sahiptir.

Bu sebeple bu amino asitlerin besinlerden gerektiği kadar alınması zorunludur.

Alınması zorunlu olan ve sayısı 9 olarak belirtilen bu amino asitlere elzem (esansiyel) amino asitler adı verilmektedir.

Elzem Amino Asitler

  Diyetle alınması gereklidir  Vücut “gereksinimi” karşılayamaz.

 Normal vücut büyümesi-korunması-onarımını destekler Dokuz tanedir: PVT TIM HLL theronine valiene leucine phenylalanine tryptophan methinonine lysine isoleucine *histidine Esansiyel amino asitlerden valin , löysin ve izolöysin enerji temini için kasta kullanılırlar.

Elzem Olmayan Amino Asitler

Alanine Arginine Asparagine Aspartic Acid Cystine Glutamic Acid Glutamine Glycine Proline Serine Tyrosine

Canlılarda Protein Oluşumu

Bitkide, inorganik azottan CO 2 , H 2 O’nun birleşmesi ile oluşan NH amino asitler 2 ve , onlardan da proteinler yapılır.

önce kendi Hayvanlar, bitkilerden aldıkları amino asitlere proteinleri ayırırlar ve sonrada bu amino asitleri birbirine değiştirerek dokularının ve proteinini birleştirerek yaparlar.

İnsanlar, proteini yiyerek alırlar.

bitki ve hayvan dokularını

AA’lerden Proteinin Oluşumu

alfa Amino asitlerin birbiri ile amino gruplarından çıkararak birleşmeleri ile bir peptitler karboksil ve molekül su oluşur.

Bu bağa ‘ Peptit Bağ’ denir.

Peptit zincirinde çeşitli amino asitlerin diziliş sırası o proteinin özelliğini verir.

AA’lerden Proteinin Oluşumu

İki aminoasidin birleşmesiyle Üç aminosit birleşince dipeptid tripeptid , Çok sayıda aminoasit peptid bağlarıyla bağlanınca polipepetid oluşur.

, Polipeptidler sülfit bağlarıyla yerlerden birbirine bağlanırlar.

da belli Çeşitli kimyasal bağların güçlendirdiği polipeptidler proteinleri oluştururlar.

Proteinlerin Vücuttaki Dağılımı

Deri 10% Diğer 20% Kemik 20% Kas 50% Kas Kemik Deri Diğer

Proteinlerin Kaynakları

Proteinler nereden sağlanır

Protein Sindirimi

Ana hedef: Proteinlerin polipeptidlere yıkımı, AA’lere dönüşümü

Protein Sindirimi ve Emilimi

Amino asitler portal vene emilirler ve karaciğere taşınırlar. Buradan genel dolaşıma geçerler.

Çok az miktarda protein Dışkıyla atılır.(%10) Parsiyal sindirimi Mide asiti HCl ve protein pepsin enzimiyle Polipeptid oluşur.- Daha sindirimi ileri protein İ.B

pankreasdan salınan enzimlerle oluşur.

trypsin, chymotrypsin, carboxypeptidase

Proteinler sonuçta barsak hücreleri içinde amino asitlere çevrilir.

Besin öğelerinin Aktif Transportla emilimi

Protein & N Metabolizması

protein alımı Vücut amino asitleri, proteinler N out (deri, kıl) N idrar N ter =N OUT N fecal =undigested proteins

Protein tükettiğinizde, vücutta ne olur?

Diyet Proteini

Mide ve İB’da enzimlerle protein parçalanır Kan ve Vücut Sıvılarında AA Nitrojen Üre (böbreklerle atılır) Deaminasyon (kc’de olur) Sentez Yıkım Karbon Residue Yağlar CHO Enzimler Hormonlar Vücut Yapıları Antikorlar

DİYET ALIMI (100g/gün) BARSAK

Transaminasyon Alfa-keto asit Vücut yagi

AMİNO ASİT HAVUZU (%90) Sıvı-dokulardan vücut prot.yıkılır.

De Nova Sentezi SENTEZ 300 g/gün DEGREDASYON ENERJİ HAVUZU YAĞ&CHO DEPOLARI KARBON İSKELETİ KREB’S DÖNGÜSÜ VÜCUT PROTEİN HAVUZU

deaminasyon

CO2 + H2O ATP NH3 ÜRE (amonyak-ürik asit creatinin) DIŞKI İDRAR DERİ

10g/gün 88g/gün 2g/gün

ATIM

Proteinlerin Vücuttaki Temel Görevleri

   Vücutta enerji sağlamaktadırlar, Kas ve diğer yumuşak dokular ile enzimlerin temel yapı taşıdırlar , Proteinlerin vücuttaki temel görevleri ise; Büyüme ve gelişimden, Kasların ve bağlantı dokularının beslenmesinden, Doku yapımı ve onarımından, Ana hormonların ve enzimlerin üretimi ve düzenlenmesinden Vücudun su dengesinin düzenlenmesinden, Alyuvarlara rengini veren hemoglobinin oluşmasından, Bağışıklık sisteminin düzgün çalışmasından, sorumludurlar.

Sağlıklı ergen erkek ve kadınlar günlük gerekli miktar, kg başına 0,8 gram hesaplanmıştır.

için, olarak Yani vücut ağırlığına insanın, günlük 40- 65 gr göre, ortalama bir arası Protein alması gereklidir.

Günlük 2000 kalorilik beslenme rejimi uygulayan bir ergen kişi için; alması uygundur. Eğer düzenli egzersiz ve 50 gram spor protein yapan birisi iseniz; bu miktarın egzersiz yaptığınız günlerin sayısına bağlı olarak 25-50 arttırılması gerekir.

Sportif performans olduğunda Glutamik asit söz konusu önemli bir yer alır. Elzem aminoasitlerden valin, löysin ve izoloysin enerji temini için kasta kullanılan aminoasitlerdir.

Bu enzimlerin hepsi esnasında yardımcıdırlar.

kas hareketleri

Egzersiz Süresince Protein Dengesi

Hafif egzersiz Orta egzersiz Ağır egzersiz

Dinlenim Egzersiz (40 dk) Dinlenim Egzersiz (40 dk) Dinlenim Egzersiz (40 dk)

Nitrojen Dengesi

   Protein met.nın belirlenmesinde en yaygın kullanılan ölçümlerden biridir. Sadece idrar ve fekal nitrojen atımından dolayı çok kesin değil. (ter, deri, saç ve tırnakla) FAO – WHO nitrojen alımı değiştiğinde protein gereksiniminin belirlenmesinde minimum 10 günlük adaptasyon süresi önermektedir.

Hesaplanan gereksinim ve alım miktarları (mg/kg/gün)

Amino asit

Leucine Isoleucine Valine Threonine Phenylalanine & Tyrosine Trytophan

Hesaplanan gereksinim

WHO/FAO* 14 10 10 9 19 Young et.al** 39 23 24 21 39

Hesaplanan alım

Diyet*** Diyet**** 100 63 70 50 55 Methionine & Cysteine Lysine Histidine 3,5 13 6 16 14 30 12 42 84 8-10 31 *World Health Organization 1985 **Young et.al 1989 ***Butterfield et.al 1990. haftada 44,8km koşan ve 77,8 g protein ve 1980kcal tüketen 6 kadın 4 gün besin tartımı ****National Research Council, Food & Nutrition Board (1989) önerilen protein alımı amino asit kompozisyon cetvelinden 57 36 40 29 31 8 17 48 17

Ne kadar protein kas yapar?

Protein 15-20 Yağ,glikojen, mineral 6 Su 75

Kasın 1/2kg’ı 70-105 g protein içerir. Haftada 500g kas oluşturabilmek için: -Vücut günde 10-14 g ilave protein gerektirir.

-Vücut haftada sadece 1 kg kas oluşturabilir.

Tek başına protein alımı kas kitlesi oluşturmaz. Kas oluşturucu rejim kuvvet antrenmanları ve ekstra enerji gerektirir.

Performance Power. US Army Research Institute of Environmental Medicine.1999.

PROTEİN GEREKSİNİMİNİ NE BELİRLER?

 Elzem AA’in grk bağlıdır. WHO  Kaslar BCAA kullanır, özellikle egzersizde leusine.

 VO2max’ın %50 2 saat egz.Leusine oks. miktarı toplam günlük grk %90’ıdır.

Kaslarda okside AA prt kullanımının arttığını gösterirken, bu toplam protein turnoverini göstermez.

Effect of Exercise on Nitrogen Balance

AA Turnoveri ve Toplam Protein kullanımını etkileyen faktörler

      Vücut kompozisyonu (RDA kg) Protein fazlalığında kuvvet antrenmanıyla kas kitlesinde artış. –Yağ depo Aktivite seviyesi Egz.süre/şiddet prt kullanımını artırır. Dyn.prg. İlk 2 hafta prt grk artar. Leusine oks.antrenmalılarda daha düşük.Antrenman adaptasyon geliştirir.

Enerji ve CHO yeterli olup olmaması Enerji yetersizse prt grk artar.

Protein kalitesi EAA minimal N atılır. Karışık bir diyetle prt grk az artar.

Hormonlar Büyümede prt.grk artar.

Hastalık, sakatlık Yanık, ateş, kırık, ceraahi travmada aşırı prt kaybı olur. Kısa süreli kemik kırıklı yatan sporcuda vücut prt’lerinin 0,3-0,7 kg kayıp olur.

Protein alım zamanı

 Egz. Sonrası CHO ile bazı proteinler insülini uyararak glikojen resentezini artırdığı gösterilmiştir. Kuvvet ant sonrası CHO ile protein kombinasyonu insülin ve GH’nun salınmasıyla kas hipertrofisini stimüle edebilir.



Roy BD, Tarnopolsky MA:J Appl Physiol. 1997, 82:1882-1888



Amino Asitlerin Vücutta protein Olarak Depolanması

Asitler hücre içine girdikten sonra, proteinleri oluşturmak için peptit bağlarına bağlanırlar.

 Burada amino asit olarak değil protein olarak depo edildiği kabul edilmektedir.

  Ancak kullanılmak istendiğinde peptit bağlarından ayrılarak tekrar amino asitlere ayrışır ve kana geri taşınırlar. (Guyton & Hall) Fiziksel aktivitede protein katabolizmasının yükselmesi amino asitlarin salınımını yükseltmektedir. (G.Lac & F.Maso)

Glutamik Asit

 Glutaminde bir amino asittir. Glutamin ammonia amino asit tarafından üretilir.

 Ürenin atılması için önemlidir.

 Protein kaybını engellemek için dışarıdan alınması gerekir.

(G.Lac & F.Maso )

PROTEİN GEREKSİNİMİ

 Sporcular genelde performanslarını arttırmak ve kas gelişimini sağlamak için fazla miktarda protein tüketme eğilimindedir.

 Yapılan araştırmalar; günlük gereksinimin üzerinde protein alınması performansı arttırmadığı gibi sağlık sorunlarına da yol açtığını göstermiştir.

PROTEİN GEREKSİNİMİ

   Egzersizlerde vücuttaki protein yıkım oranı artmaktadır.

Alınan toplam enerji miktarı gereksinimin üzerinde ise; protein yetersizde salınsa, enerji ihtiyacı için protein yıkımı azalacağından amino asit dengesi bozulmayacaktır. Enerji alımı yetersiz olduğunda da tam tersi olacağından amino asit dengesi bozulacaktır.

Vücutta protein depolamada yüksek protein alımından çok, düşük protein alımı daha etkili olmaktadır.

Protein Sentezi Adaptasyonu

 Hücre içerisinde hücre işlevini ve genetik kodları bağlayan bir mekanizma oluşur.  (Meerson 1965) Buna bağlı olarak da protein sentezlenmesi artırılır (örn: kasların kasılım sentezi, hormonların salgılanması). Bu proteinler hem işlevsel aktiviteyi hem de önemli metabolik yolu katalize eden enzim proteinleridir.

Sonuç olarak, daralan hücre yapıları genişler, enzim moleküllerin sayısı artar.Bu nedenle bu süreç protein sentezine adaptasyon olarak tanımlanır.



Protein Sentezi Adaptasyonu

Antrenman egzersizlerinin; enzim proteinlerini uyaracak ve matabolitlerin birikmesine yol açacağı arsayılmıştır .(Viru1984,1994) Antrenman Birimi Performans egzersizleri  Antrenman birimi olarak hormonal değişikliklerin arasında metabolitlerin uyarıcı etkisini arttıranlarda bulunmaktadır. Hormanal etki böylece olağan yapı yenilenmesi ve enzim proteinleri için gerekenden çok protein sentez hızını arttırmak için gereklidir. Böylece adaptasyon gerçekleşecek, yapılar genişleyecek ve miktarları artmış olacaktır.

PROTEİN SENTEZİNE ADAPTASYON

Protein Sentezinin Adaptasyonu CONTROL 1.5h egzersizden sonra 12h egzersizden sonra 24h egzersizden sonra 48h egzersizden sonra 25 20 15 10 8 5 0 FG FOG SO 0 FG FOG Egzersiz sonrasında protein sentezinin artışında troid in işlevinin önemi ( Konovalova et al 1997) SO



ANTRENMAN SIRASINDA PROTEİN SENTEZİ VE İNDİRGENMESİ

Bir çok araştırmacı; “ Egzersiz sırasında vücuttaki tüm protein sentezlenmesinde bir düşüş olduğunu” belirtmişlerdir.

“ Egzersiz sonucunda kaslardaki protein sentezinde de bir düşüş olduğunu” saptamışlardır.

( GRAHAM , RUSH &MACLEAN)

ANTRENMAN SIRASINDA PROTEİN SENTEZİ VE İNDİRGENMESİ

 Karaciğerden protein sentezine, egzersizin etkileri  treadmill koşusunda (1 saatlik) - karaciğerden protein sentezi %20 azalmış, - egzersizden sonra vücutta bitkinlik oluşmuş, Tüm bunların sonucunda da; protein sentezinde %65 azalma belirlenmiştir. (Dohn)

ANTRENMAN SIRASINDA PROTEİN SENTEZİ VE İNDİRGENMESİ

 Yapılan bir başka çalışmada da ; Kas protein sentezlenmesinde %35-%55 e varan bir azalma tespit edilmiş,  Karaciğerde ve kaslarda protein sentezinin azalmasını egzersizin yoğunluğu ve süresine bağlıdır sonucunu bulmuştur.

(Dohn)

BCAA Arteriel BCAA Havuzu Protein 2-OG GDH Glutamat BCAAT Kas NH Havuzu BCOA Havuzu 3 BCOADH Asetil-CoA + Süksinil-CoA NH 3 BCOA Venöz  Şekil 5. Dallanmış aminoasit zincirinin transdeaminasyonu (BCAA): BCAA, NH 3 grubunu, 2 oxoglutarat’a (2-OG) vererek, glutamat ve dallanmış oxo asit zinciri (BCOA) oluşturur. Bu olaylar (BCAAT) BCAA amino tarafından transferaz katalizlenir.

Glutamat, (GDH) glutamat dehidro-genaz tarafından deamine edilir ve hem 2-OG hemde amonyak oluşur.

BCOA, bolizma karaciğerdeki daha ileri meta için dışarı verilebilir veya dallan mış oxo asit zinciri dehidrogenaz kasta dekarboksilas-yon enzim, BCAA sınırlandığı basamağı kataliz eder. Bu basamağın ürünleri olan asetil Co-A ve süksinil Co-A TCA siklüsünün ara ürünleridir. Hem karaciğer hem kas proteininin sırasında yükseltgenmesinde hızın parçalan-ması kas (BCOADH) içi yoluyla geçirebilir. Bu egzersiz metabolizmada BCAA’nın önemli kaynaklarıdır.

 Fujii ve ark.

’nın (1998)’de yaptıkları bir çalışmaya göre;  iskelet kasındaki branched-chain alpha-keto asit dehydrogenase bileşiğinin aktivite düzeyi antrenmanlı ve antrenmansız ratlarda koşu egzersizi ile düşürülmüştür. Ancak antrenmanlı ratlardaki düşüş, antrenmansız ratlardan belirgin oranda yüksek çıkmıştır. Bileşiğin egzersize bağlı aktivasyonu üzerinde antrenman etkisini açıklamak için kasta fosforilizasyonla bileşiğin inaktivasyonundan sorumlu olan branched-chain alpha-keto asit dehydrogenase kinaz protein miktarı ölçülmüş ve dayanıklılık antrenmanının kaslarda protein kinaz içeriğini yaklaşık %30 oranında düşürdüğü sonucuna ulaşılmıştır.

25 20 15 10 5 0