Bílkovina, krea, urea...

Ve čtvrtém díle seriálku o laboratorních vyšetřeních krve ve sportu se zaměříme na bílkoviny a látky, které k metabolismu mají blízký vztah - močovinu a kreatinin. Zatím co předchozí díly vyzněly co do možnosti kontroly tréninkového procesu poněkud pesimisticky, tady už začíná přihořívat...

Bílkoviny jsou jak je všeobecně známo základními stavebními součásti všech „aktivních“ součástí živých buněk i celých organismů. Cokoliv v těle pojmenujeme, od kůže přes svaly a krvinky má jako základ své vnitřní stavby nějakou tu bílkovinu. Bílkovinami jsou některé hormony, všechny druhy protilátek i mnohé, zejména živočišné jedy.

Pod pojmem bílkovina si ale nepředstavujte sloučeninu s jednotným vzorcem a skladbou - je to souhrnný název pro obrovské množství široce různorodých látek, navzájem se lišících velikostí molekuly, tvarem i funkcí. Bílkoviny se skládají z jednodušších sloučenin – aminokyselin. Aminokyseliny jsou relativně jednoduché sloučeniny, charakterizované vždy NH2 skupinou, skupinou organické kyseliny (COOH) a nějakým tím „zbytkem“, kterýžto je ovšem zodpovědný za prostorový tvar a chování aminokyseliny v bílkovině. Pořadí a zastoupení aminokyselin a především vztahy oněch „zbytků“ tvoří jedinečný tvar a funkci každé bílkoviny. Toliko rychlé biochemické repetitorium.

Schéma "bílkovinného oběhu"Nyní pár slov k osudům bílkoviny v těle. Cesty bílkovin nejsou právě pro tu tvarovou i funkční různorodost tak jednoduché jako u jednodušších látek. Právě proto, že kterákoliv bílkovina může být teoreticky potravinou i jedem, nahlíží imunitní systém zastoupený několika skupinami bílých krvinek na každou, se kterou přijde do kontaktu jako na potenciálního nepřítele, jehož signatury je třeba porovnat s od narození vytvářenou databází nežádoucích a případně eliminovat. Mimochodem – sice se ví, že toto školení mužstva o nepříteli probíhá z velké části v červovitém přívěšku slepého střeva (proto ještě pořád nikdo neproloboval, aby nám ho preventivně neodebírali v raném dětství), ale nemyslím, že by se vědělo, jak konkrétně si bílé krvinky tuto databázi vedou a jak si jí předávají mezi sebou, vzhledem k tomu, že bílá krvinka je buňkou zralou a konečnou a tudíž se nedělí a nemůže tedy získané informace odkázat geneticky.

Aby při každém požití jakékoliv bílkoviny nedocházelo k poplachům bílých krvinek (jednoduše řečeno k alergickým reakcím), jsou všechny nebo téměř všechny nejprve sraženy v žaludku (srážením ve vysoce kyselém prostředí se většina bílkovin zkroutí do prostorově nejutaženějšího tvaru, ze kterého vykukuje jen minimum „signatur“) a následně rozloženy na krátké a imunitně nespecifické části o několika málo aminokyselinách. „Téměř všechny“ jsem v předcházející větě použil záměrně, protože všichni asi znáte všelijaké potravinové alergie na oříšky, kravské mléko nebo lepek. I u těch se ovšem velká část reakce spouští ještě před vstřebáním do oběhu, aktivací bílých krvinek přítomných v povrchových vrstvách střevní stěny. Chemické signály z nich uvolněné dovedou spustit „falešný poplach“ v celém organismu. Na druhou stranu – právě toto obezřetné zacházení s bílkovinami způsobuje, že bílkovinné jedy jsou při podání přes zažívací trakt neúčinné a díky tomu si mohou amazonští indiáni pochutnávat na tvorech ulovených foukacími šipkami s jedem kurare.

Nasekaná, vstřebaná a ověřená bílkovina směřuje nejkratší cestou jménem žíla vrátnice (nikoliv od vrátného a vrat, ale protože se vrací ze střeva) do jater. Tam je z těchto zbytků poskládána transportní forma bílkoviny albumin. Až v této imunitně bezpečném kontejneru je bílkovina propuštěna dále do krevního oběhu. Krevní oběh vytváří jakýsi neustále kolující zásobník (asi jako pás na zavazadla na letišti), do kterého na jedné straně albumin játra stále doplňují a buňky z něj podle potřeby vybírají. Po přenesení do buňky je albumin opět rozebrán na jednotlivé aminokyseliny a ty poslouží buď jako stavební materiál popřípadě palivo.

Albumin ovšem není jedinou bílkovinou krevní plasmy, je jen hlavní bílkovinou transportní a rezervní. Kromě něj obsahuje plasma velké množství dalších bílkovin, od hmotnostně nejvýznamnějších protilátek (takzvaných imunoglobulinů) je to velké množství dalších. Proto se vyšetřují bílkoviny celkem a kromě toho zvlášť albumin jako hlavní zásobní forma.

A proč se vlastně tělo vůbec zdržuje s výstavbou albuminu, proč nepošle prostě po proudu jednotlivé aminokyseliny? Protože, jestliže tedy vůbec můžeme uvažovat takto lidsky utilitárně, jako kdyby biochemie vznikala „na zeleném drnu“ na rýsovacím prkně, protože 1 aminokyselina vyvozuje stejný osmotický tlak jako albumin o mnoha stovkách aminokyselin, protože ne všechny aminokyseliny by se zřejmě v oběhu chovali chemicky netečně k ostatním účastníkům „silničního provozu“, protože... Zkrátka proto, že to tak pámbu nebo příroda vymysleli, no! :-)

Pro dnešní článek je důležité i to, co se s bílkovinou děje dál, respektive co se s ní stane poté, co už pro ní buňka nemá opravdu žádné využití. V tom případě jsou dvě možnosti. Všechny buňky dokážou rozložit svoje bílkoviny na aminokyseliny a ty zpracovat až na jejich základní chemické kameny. Skupiny NH2, která by jinak mohla vytvořit smrtelně jedovatý čpavek (přesněji amonný aniont NH2-) zneškodní uložením do močoviny (Poskládá jí ze dvou NH2 skupin a CO- zbytku po kysličníku uhličitém). Svaly produkují kromě toho svůj vlastní konečný produkt bílkovinného metabolismu kreatinin. Vzniká degradací jediné, zato velmi důležitou bílkoviny enzymu kreatinu (kreatin v podobě kreatin fosfátu je důležitým nositelem „energetické rezervy“ v kaskádě kyslíkového dluhu – doporučuji např. článek „Ponorka s Wýkonem“ v seriálu „Cyklistika s Wýkonem“).

Jak močovina, tak kreatinin jsou produkty konečné, pro organismus člověka „energeticky prázdné“ a dále nevyužitelné. Jako takové jsou odneseny oběhem do ledvin a vyloučeny močí z těla.

Přeměny svalových bílkovin

Obšírnější teoretický důvod byl nutný k tomu, abyste si předem vytvořili představu, co vlastně lze vyšetřováním dusíkatých látek z krve zjistit. Shrnuto do jedné věty bílkovinnou bilanci organismu neboli anabolický či naopak katabolický stav. Jen pozor – anabolika jsou odvozená od anabolismu, ale anabolický stav neznamená nutně být nažraný jak Landis :-)

Jedovatá poznámka trochu mimo téma: Landise údajně usvědčila nová metoda analýzy metabolitů testosteronu v moči, hodnotící poměr izotopů uhlíku v základní molekule steranu – pramáti všech steroidních hormonů. Steran ze sladkých brambor, ze kterého se vyrábějí všechny anabolické hormony má jiný poměr vzácnějších izotopů než steran metabolizovaný živočichy. Z toho se dá snadno (nebudeme li uvažovat cenu vyšetření) poznat, zda hormon v moči je vyrobený sportovcem nebo přijatý uměle. Jak snadné to měl Floydův učitel Lance, jehož steran byl umělý s požehnáním úřadů...

Z pohledu bilance si můžeme testované látky rozdělit na dvě dvojice. První, „vstupní“ tvoří celková bílkovina a albumin, druhou, „výstupní“ močovina a kreatinin.

 

Vstupní dvojice – celková bílkovina a albumin 

Bílkovina celková

Norma: 60-85 g/l

Cena: 20 Kč

Dynamika: několik dní

Albumin

Norma: 35 – 53 g/l

Cena: 25 Kč

Dynamika: několik dní 

Vzhledem k tomu, že albumin je podmnožinou celkové bílkoviny (CB), je šikovné a nanejvýš vhodné sledovat a hodnotit oba parametry současně. Zvýšení celkové bílkoviny a albuminu nad normu je z příčin sportovních asi poměrně vzácné a jen tak z hlavy si vlastně ani nedovedu představit, jak by k němu mohlo v důsledku sportovního zatížení dojít. Takový nález bude s největší pravděpodobností zapadat spíš do kategorie biochemické patologie a péče internisty.

Snížení albuminu a CB k dolní hranici je již daleko pravděpodobnější. V případě vytrvalostního sportu může být k zamyšlení již hodnota v dolní polovině normálního rozpětí. Za poklesem je vždy nerovnováha příjmu a spotřeby bílkovin - snížení příjmu (dieta, průjmy, špatné vstřebávání) a zvýšená spotřeba (vysoká a hlavně dlouhotrvající tělesná zátěž) a nejčastěji kombinace obou faktorů...

Z tohoto je zjevné, že klesající zásoby bílkovin v oběhu signalizují, že organismus mele z posledního, přičemž pokles bílkovin a CB bude o týdny předcházet pád výkonnosti. Pravidelné sledování bílkoviny a albuminu může být docela užitečným nástrojem pro kontrolu zatížení – provádí li se ovšem v dostatečně krátkých intervalech (řekněme každé dva týdny). Jednorázový odběr na druhou stranu mnoho neřekne, nejedná li se stejně jako u všech ostatních laboratorních vyšetření o hodnotu mimo rozsah normy.

Výstupní dvojice – močovina a kreatinin

 

Močovina (urea)

Norma: 2,8 – 8 (muži) 2,0 – 6,7 (ženy)

Dynamika:hodiny

Cena: 20 Kč

Kreatinin

Norma: 44 – 110 mikromol/l (muži) 44 – 104 mikromol/l

Dynamika: hodiny

Cena: 20 Kč

Močovina a kreatinin ukazují na druhou stranu rovnice – spotřebu a výstup, na rozdíl od bílkoviny a albuminu ale každý trochu jiným způsobem. Močovina ukazuje celkový bílkovinný obrat, tedy kolik ze všech bílkovin těla se „rozpadlo“ a bylo spotřebováno. Kreatinin, metabolizující se ve svalech, ukazuje na množství svalové hmoty a míru její aktivity. Do hry vstupuje i výstup z kompartementu, funkce ledvin.

Zvýšení močoviny a kreatininu v případě sportovců bude souviset s aktuální či nedávno minulou hladinou zatížení, zejména toho v oblasti „intenzivní vytrvalosti“ tedy s vysokou mírou anaerobně-laktátové práce, a také s mírou poškození svalových vláken izometrickou složkou zatížení. Vysoké hladiny obou látek proto mohou signalizovat jak přetížení, tak přetrénování (lépe definované je to v anglických termínech – overreaching = krátkodobé přetížení, overtraining = dlouhodobé přetrénování).

Zásadní otázka je, jak tyto dva stavy od sebe rozlišit. Podle mého názoru je to vcelku jednoduché – v případě, že hodnotící zná nejen laboratorní parametry závodníka (nejlépe v delší časové řadě), tak jeho tréninkové a závodní zatížení. Zatím co u přetížení budou vysoká urea a kreatinin kopírovat zátěž, u přetrénování zůstávají opa parametry vysoké i dlouho po snížení dávek.

Druhou příčinou vysoké urey a kreatininu může být zhoršení „odtoku“ obou látek z oběhu, tedy zhoršení funkce ledvin. Ta bývá signalizována hodnotami daleko vyššími než je norma a nepochybně patří do rukou internisty.

K posuzování urey a kreatininu se váže jeden omyl. Mezi lidem obecným se traduje představa že když je při únavě vysoká močovina a kreatinin, znamená to, že močovina a kreatinin jsou příčinou této únavy. Zaměňuje se tu příčina a následek. Je samozřejmé, že s poklesem močoviny a kreatininu mizí i únava – ale proto, že svaly ukončily regeneraci a obě látky přestaly uvolňovat do oběhu. Příznačné je, že na této na hlavu postavené logice stojí jedna komerční regenerační aktivita – elektroforéza chodidel. Kromě toho, že její autoři prohodili příčinu s následkem asi moc netuší, jaký je rozdíl mezi ledvinou a chodidlem. Ono dostat molekulu močoviny z oběhu elektroforézou přes kůži na patě do roztoku v nádobě je asi tak jednoduché, jako procucnout pětikorunu brčkem skrze betonovou stěnu. Nakonec, kdyby tomu tak nebylo, nemuseli by trávit pacienti se selháním ledvin dlouhé dny na umělé ledvině a vykoupali by si nohy každý večer ve škopku... :-)

Relativně nízké hladiny urey a kreatininu u sportovců příliš časté nejsou. Pokud se vyskytnou, mohou signalizovat nějakou pozdní fázi přetrénování, kdy už první katabolická fáze pominula a nízké hladiny souvisí s vyčerpaným a málo aktivním svalovým metabolismem, nebo podobně jako špatný krevní obraz naznačují podezření na poruchu příjmu potravy.

Jednorázové vyšetření urey a kreatininu je o něco informačně obsažnější než jednorázový odběr na albumin a celkovou bílkovinu s jak urea, tak kreatinin jsou jako indikátory zatížení daleko citlivější. Pro dostatečně včasné varování by měla opět být frekvence kontrol v klíčových fázích tréninkového cyklu minimálně jedenkrát za dva týdny, aby mohly být zavčasu podchyceny nepříznivé trendy naznačující hrozící pád organismu do katabolismu. Teoreticky největší přínos by dokonce mohlo mít sledování urey a kreatininu dvakrát denně, ráno na lačno jako ukazatel stavu regenerace po odpočinku, a druhý náběr několik hodin po tréninkové fázi ke zjištění reakce organismu na zátěž.


Ceny čerpány z aktuálního ceníku laboratoře KlinLab

V příštím díle důležité enzymy jaterní i jiné