את השאלה הא הגוף מסוגל לקלוט 30 גרם חלבון בארוחה אחת יש לפרק ל- 3 תת שאלות (שלא בהכרח התשובה ברורה לכל שאלה):
א. מהי כמות החלבון המקסימלית שהמעי מסוגל לקלוט בארוחה אחת?
ב. מתוך הכמות הנספגת, מהי כמות החלבון האופטימלית שהגוף יכול להשתמש בו לצרכים אנאבוליים וסינתזת חלבונים ברקמה השרירית?
ג. מה קורה לעודפי החלבון הנספגים בגוף שאינם מנוצלים לטובת הסינתזה בשריר? האם יש בהם סכנה? התשובה לכל שאלה כזו גוררת אותנו לדיון מעמיק בפני עצמו, אך קצרה היריעה מלקיים דיון ארוך שכזה. אנסה בכתבה הבאה להתייחס בכלליות לכל השאלות הנ"ל יחד. בטרם אתייחס להמלצות פרקטיות של "השורה התחתונה", אתחיל ברקע מדעי שיהווה בסיס להבנת ההמלצות (הערה: למתקשים בביוכימיה ומקצועות המדע, אנא אל תתייאשו, נסו להתמודד עם הכתוב. המבוא המדעי חשוב).
מבוא: רקע מדעי
מטבוליזם של חומצות אמינו בגוף לאחר ספיגתן: לאחר פירוק החלבון במערכת העיכול, עוברות חומצות האמינו מתאי הספיגה במעי (תאים אינטרוציטים) אל זרם הדם ומשם לאיבר הכבד (בהמשך אחזור לנקודה זו בהרחבה, כשאציין עדכונים על מה יודעים היום בשונה ממה שידענו בעבר). בכבד עוברות מרבית חומצות האמינו (לא כולן, ראו הערות בכוכבית)
את אחד מהתהליכים הביוכימיים הבאים:
1. דה – אמינציה = הסרת קבוצת אמין (NH2) מהמבנה שלה (יש מספר תהליכי דה-אמינציה שונים, עם אנזים שונה, בהתאם לחומצה האמינית המדוברת). במצב זה, לאחר פירוק קבוצת האמין ממנה, הופכת שאר המולקולה למבנה הנקרא "חומצת אלפה-קטו". זו משמשת ליצירת חומרים שונים (יוסבר בהמשך).
2. טראנס-אמינציה = העברת קבוצת אמין (NH2) למבנה של חומצה אמינית אחרת (מבנה של חומצת אלפה-קטו כל שהיא) בעבור יצירת חומצה אמינית חדשה בהתאם. מכל חומצה אמינית ניתן ליצור חומצות אמינו אחרות, "בלתי חיוניות מבחינה תזונתית".
3. טראנס-דה-אמינציה = למעשה תהליך המשלב את שני התהליכים הקודמים יחד על אותה חומצה אמינית. קודם קבלת NH2 אליה, ולאחר מכן הסרת NH2 ממנה.
4. דה-קרבוקסילציה = הסרת קבוצת הקרבוקסיל (COOH) מהחומצה האמינית.
חשוב לזכור:
• לא כל חומצות האמינו עוברות את אותן תהליכים ביוכימיים בכבד. זה מאוד תלוי מי החומצה האמינית המדוברת, כשכל אחת מאופיינת באחד או יותר מהתהליכים שהוזכרו לעיל.
• חומצות אמינו BCAA (ואלין, לואיצין, איזו לואיצין) אינן עוברות מטבוליזם כלל בכבד, אלא עוברות ישר לזרם הדם דרך הכבד. הסיבה לכך קשורה בעובדה שהכבד חסר באנזים "אמינוטראנספרז" (הסוג הספציפי ל- BCAA) הנדרש להתחלת המטבוליזם שלהן.
המשך הסבר המטבוליזם, לאחר הסרת קבוצת האמין מהחומצה האמינית:
1. קבוצת האמין (NH2) הנפרדת מחומצת האמינו, אם לא התחברה לחומר אחר, הופכת לאמוניה (NH3). לאמוניה שימושים פיסיולוגים שונים בגוף, אך בעודף היא עלולה להזיק. על כן, הכבד נאלץ להפוך את עודפי האמוניה לחומר הנקרא שתנן (אוריאה) ולהיפטר ממנה בצורה זו באמצעות הכליות עם השתן.
2. החלק המרכזי של המולקולה, שנשאר ללא קבוצת האמין (חומצת אלפה-קטו), כעת עשוי לעבור את אחד השלבים הבאים (תלוי מינון הצריכה, נוכחות גבוהה או נמוכה של החומצה האמינית שקיבלנו מהמזון):
א. חמצון (אוקסידציה) במעגל קרבס לצורך יצירת מולקולות ATP לאנרגיה.
ב. הפיכה לחומצה אמינית אחרת, לאחר קבלת קבוצת אמין (NH2). חומצות אמינו אלה ישמשו בעבור בניית חלבונים שונים או ישתתפו בתהליכים ביוכימיים נדרשים.
ג. חלק מחומצות האמינו (נקראות יחד בשם חומצות אמינו קטוגניות) ישמשו בסיס ליצירת מבנה של חומצות שומן.
ד. חלק אחר מחומצות האמינו (נקראות יחד בשם חומצות אמינו גלוקוגניות) ישמשו בסיס ליצירת מבנה של גלוקוז, בתהליך הנקרא "גלוקונאוגנזיס" (יצירת סוכר מחדש, מחומרים שאינם סוכרים במקורם).
• סעיף ג' + ד' יכול להסביר: כיצד מרכיבי החלבון (חומצות האמינו) הופכים לשומן או לפחמימה בגוף האדם?
היבטים קליניים והמלצות
כעת נבחן את הנושא של צריכת כמות חלבון מקסימלית אפשרית במנה אחת (בהתייחס ל- 3 תת השאלות שהצגתי בראש הפוסט): בואו ניקח את המודל הפיסיולוגי שתיאר כאן את המטבוליזם שעוברות חומצות האמינו לאחר ספיגתן, ונהפוך את זה למודל תיאורטי תמציתי ופשוט: לאחר פירוק וספיגת החלבון במערכת העיכול, חומצות אמינו ישמשו לצורכי בניית חומצות אמינו אחרות וחלבונים שונים (חלבונים בכלל וסינתזה שרירית בפרט)… או יספקו אנרגיה… או יסונתזו לפחמימה/ שומן…. ושאריות האמוניה (NH3) יופרשו מהשתן.
עכשיו בואו נלביש על המודל התיאורטי הזה "מספרים" וננסה לכמת כמה מכל דבר יתרחש ברגע נתון מהרגע שבו צרכנו כמות מסוימת של חלבון בארוחה אחת. כלומר, כמה חלבון מהכמות שאכלנו ינוע לטובת בניית חלבונים, סינתזה שרירית ותגובה אנבולית? וכמה חלבון ינוע למסלולים המטבוליים האחרים (אנרגיה, שומן, גלוקוז)? והנה….. פה הבעיה ליישום!
השונות הגנטית בין אדם לאדם, השונות הפיסיולוגית במערכת העיכול, הדרישות המטבוליות השונות בין אדם לאדם (רעב, כמות מאגרי האנרגיה, אימון גופני, מחלה, קצב קטבוליזם שרירי, רמות הורמונים בסרום) והשוני בהרכב החלבון הנצרך במזון (סוג חומצות האמינו, כמותן בחלבון זה, הערך הביולוגי שלו) – כל אלה לא מאפשרים לנו לקבוע מהי כמות החלבון האופטימלית/מקסימלית במנה אחת שתהיה שווה לכולם על מנת שנוכל להשתמש בה רק לצרכים האנבולים.
האם זה רק 20 גרם בארוחה אחת? 30 גרם? או יותר?
אנחנו בעצם לא יכולים לקבוע ערך מוחלט כהמלצה גורפת לכלל האוכלוסייה! יתרה מזאת, בעבר חשבנו שחומצות האמינו נספגות ישירות מהמעי אל הכבד ומשם ישר רק אל הפריפריה (לרבות שרירים), כך שכמות חלבון מעבר ל-30 גרם (זה מה שחשבנו) לא תהיה אפקטיבית, לא תיקלט בשרירים או אפילו תוחלף לשומן ותצטבר כך. היום אנחנו מבינים שהמעי מסוגל להמשיך לספוג חלבון (למשך זמן משתנה, העולה גם מעבר על שעה אחת) ולשמור על שטף חומצות האמינו (בהתאם לנדרש) בזרימה מחזורית מתמדת (סירקולציה) בין האיברים הפנימיים הסמוכים לספיגה (קיבה, מעי, לבלב, כבד, טחול). זרימה מחזורית זו מכונה בשם The splanchnic circulation והיא מאפשרת מצד אחד לשמש כמאגר זמני של חומצות אמינו שנספגו ממערכת העיכול, ומהצד השני "לטפטף" בעת הצורך כמויות של חומצות אמינו לזרם הדם הכללי, מפעם לפעם, בהתאם לנדרש. רב הנסתר על הגלוי, אך בשורה התחתונה לא ניתן לקבוע מהו הרף המקסימלי לצריכת חלבון במנה אחת, מה שנראה לעת עתה כרף דמיוני ולא קיים. לציין כי מחקר שפורסם ב- 2012 (ופורסם שוב גם ב- 2013 עם עדכונים) הראה למשל שגם צריכה של 80% מכמות החלבון היומית הניתנת בארוחה אחת (שווה ערך לממוצע של 70 גרם חלבון בארוחה) למעשה נספגת וגורמת להשפעה אנבולית גבוהה).
בשורה התחתונה
יחד עם זאת, אין ממליצים (בשלב זה) להגביר את צריכת החלבון היומית מעבר להמלצות המקובלות (2 גרמים של חלבון לכל ק"ג משקל גוף, בכל היום כולו) מחשש לאפשרות צבירה עודפת של אמוניה בדם ועומס על תפקוד סינון הכליה (חשוב לציין כי 2 גרמים של חלבון לכל ק"ג משקל גוף מהווה כמות הנחשבת למקדם ביטחון. גם ערכים גבוהים יותר של חלבון נמצאו כבטוחים לצריכה בקרב אוכלוסייה בריאה ללא מחלות ברקע) הטיפ שלי: במקום להתעסק בחישובים של מהי כמות החלבון המקסימלית בארוחה אחת, הייתי מציע לכם לעסוק בחישוב של מה כמות החלבון הכללית הנדרשת לכם ביום! ואז את סה"כ כמות זו לפזר כרצונכם בין מספר הארוחות הרצוי לכם במהלך היום.
