Белок: Строительный материал для нашего организма

Белок: Строительный материал для нашего организма

Белок, по-другому называют также протеин, считается наряду с жирами и углеводами главным веществом нашего организма, без которого дальнейшее существование живых существ невозможна. В организме белок выполняет разнообразные функции, начиная от формирования структуры клеток и заканчивая защитой организма от инфекции и образование энергии. Тем не менее, что включает в себя понятие белок и каковы его задачи и функции?

Белок представляет собой высокомолекулярное соединение из аминокислот. В организмах живых существ аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе принимают участие в основном 20 стандартных аминокислот. Организм получает белок из продуктов питания, который в процессе пищеварения разрушается пищеварительными ферментами до аминокислот, которые в дальнейшем участвуют в строительстве необходимых организму собственных белков или подвергаются дальнейшему распаду с образованием энергии.

В нашей статье мы не будем подробно углубляться в курс биохимии и останавливаться на химической структуре белков и их классификации, а рассмотрим основные моменты, необходимые для понимания их значения для человека.

Немного из истории.

Еще в 18 веке белки были выделены в отдельный класс биологических молекул в результате проведенных работ французского химика Антуана де Фуркруа, который обнаружил свойства белков к денатурации (сворачиванию) под воздействием нагревания или кислот. В те времена были изучены белок альбумин (из яиц), фибрин (из крови) и глютен (из пшеницы). В начале 19 века химиками было обнаружено, что при распаде (гидролизе) белков образуются аминокислоты, некоторые из них (глицин и лейцин) были охарактеризованы уже в то время. В середине 19 века голландский химик Геррит Мульдер на основании проведенного им химического анализа белков выдвинул теорию, согласно которой практически все белки имеют сходную первичную химическую единицу-протеин, а свою теорию он назвал “теория протеина”. Согласно ей, каждый белок состоит из нескольких протеиновых единиц, серы и фосфора. В дальнейшем она подвергалась множественной критике по мере изучения и в 1880-х годах русский ученый А.Я. Данилевский отметил существование пептидных групп CO-NH в молекуле белка. Это помогло в начале 20-го века немецкому ученому Эмилю Фишеру доказать теорию, что в состав белков входят аминокислоты, соединенные между собой пептидной связью. Так была представлена первичная структура белка. Но биологическое значение белка для организма была доказана лишь в 1926 году американским химиком Джеймсом Самнером, которые доказал, что фермент уреаза является белком. В ходе дальнейших исследований ученым удалось представить миру также вторичную, третичную и четвертичную структуры белка и доказать, что белок представляет собой именно последовательность соединенных аминокислот, а не разветвленную из них цепь. На момент 2012 года банк данных о белках содержал в себе информацию о 87000 структур белков, исследования которых продолжаются до сих пор.

Аминокислоты – как основа белка.

Как мы уже говорили выше, белки состоят из аминокислот. Аминокислоты представляют собой связь из углерода, водорода, кислорода и азота. К молекуле некоторых аминокислот присоединяется еще и сера. В природе существует более 100 различных аминокислот, из которых для строительства белка человеком используется только 20, кодируемые генетическим кодом. Ученые обозначают их как «протеиновые” аминокислоты. Некоторые из этих аминокислот человек может продуцировать сам, а другие человек должен получать из продуктов питания каждый день, поскольку он не может сам их производить и они являются для него жизненно необходимыми. Таким образом исходя из этого, все аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые-первые человеческий организм синтезирует сам, а вторые получает из продуктов питания соответственно. Еще выделяют условно-заменимые аминокислоты, которые могут синтезироваться в организме лишь при достаточном количестве других аминокислот.

К незаменимым аминокислотами относятся:

-изолейцин,

-лейцин,

-лизин,

-валин,

-метионин,

-фенилаланин,

-треонин,

-триптофан.

К заменимым аминокислотам относят глицин, аланин, серин, пролин, цистеин, аспартат, аспарагин, глутамин, тирозин. Из них тирозин и цистеин являются условно заменимыми и зависят от наличия определенных незаменимых аминокислот, например, фенилаланина.  Наряду с этим есть еще полу-незаменимые аминокислоты, которые организм потребляет при определенных жизненных условиях (беременность, рост) –аргинин и гистидин.

Одна аминокислота называется пептид, связь между собой 2 аминокислот называют в химии дипептид, связь 3-х аминокислот именуют трипептидом, а связь из 3-100 аминокислот представляет собой уже маленький белок. Пептиды выполняют в человеческом организме важные функции: они могут действовать как гормоны и быть важными для обмена веществ. Каждый же белок в разрезе состоит из 100-800 последовательно соединенных между собой аминокислот. Отдельные цепи аминокислот могут иметь неоднократные повторения и при этом могут возникать очень много различных белков-в зависимости от того, какие и как много аминокислот принимают участие.

Структура белка может быть в 4-ъ строениях-первичной, вторичной, третичной и четвертичной, на описании которых мы останавливаться не будем.

Основные важные функции белков.

Функции белков в организме различны и выполняют из различные по назначению виды белков:

-структурные белки-определяет форму клеток, а тканям дает их прочность. Типичными представителями являются белок кератин (составляет волосы и ногти), коллаген (определяет структуру соединительной ткани и хрящей), эластин (придает эластичность кровеносным сосудам).

-сократительные белки-к ним относятся актин и миозин. Эти белки заботятся о том, чтобы мышцы могли сокращаться. Без этих белков человек не может двигаться.

-белки “склада” — человеческий организм использует белки для того, чтобы запасать определенные вещества. Так, например, человеческий организм не может без белка ферритина запасать железо. В экстремальных ситуациях организм может использовать эти белки как источник энергии.

-транспортные белки-важнейшие участники, которые определяют транспорт веществ в организме. Они, наподобие автомобиля, транспортируют кислород, жиры, лекарства и различные вещества в организме к пунктам их назначения, в основном, к органам и тканям. Без этих белков обменные процессы в организме не возможны. Основными представителями транспортных белков являются альбумин, гемоглобин и миоглобин.

-защитные белки-отвечают за наш иммунитет. Когда в организм проникают возбудители заболевания, он начинает от них защищаться с помощью специальных белков, которые называются антитела. Кроме того, защитную функцию оказывает и белок фибриноген. Если человек ранен, организм превращает фибриноген в фибрин, который как решетка лежит через рану, на которой оседают тромбоциты, формируя тромб и таким образом останавливая кровотечение.

-белки-гормоны-содержатся в большинстве гормонов, которые управляют в организме важными процессами.

-белки-рецепторы-располагаются на поверхности клеток и реагируют на присоединение к ним химических веществ, например, лекарств. Они передают сигнал клеткам и таким образом оказывается эффект.

Итак, из всего вышеперечисленного, становятся понятны основные функции белков в организме человека: структурная, защитная, транспортная, сократительная, гормональная, ферментативная, рецепторная, а также функция хранения.

Ежедневная потребность в белке.

Человеческий организм может хранить белок лишь в незначительных количествах, основным же источником его источником на каждый день являются продукты питания. Ежедневная потребность в нем индивидуальна для каждого человека и зависит от возраста, подвижности и массы тела.

На основании множественных проведенных исследований ученые пришли к выводу, что ежедневная потребность в белках в среднем составляет 0,8 г на килограмм массы тела. Это среднее значение подходит как взрослым обоих полов, так и детям от 0 до 18 лет. Так, например, человек с массой тела 60 кг должен ежедневно потреблять почти 48г белка, а для человека с массой тела 70 кг среднесуточная потребность в белках составляет уже почти 56г. Это количество, к примеру, содержится в 250 г нежирного мяса.

Тем не менее, существуют люди, потребность в белке у которых выше, чем у обычных людей. К ним относятся беременные и женщины, кормящие грудью. У этих людей ежедневная потребность в белках на 10-15 г выше рекомендованной среднесуточной дозы. Так, беременные женщины с массой тела 65 кг должны между 62 г (65*0,8+10) или 67 г (65*0,8+15) белка в день принимать.

В любом случае повышенную потребность в белках имеют женщины и дети, причем их потребность начиная с рождения и до 6 лет постоянно идет на убыль. Силовые спортсмены часто ошибочно считают, что потребление протеиновых коктейлей позволит им в короткие сроки нарастить мышечную массу, что является ошибочным – мышцы от этого не растут быстрее. Только сбалансированное питание позволяет покрыть ежедневную потребность в белке.

Для того, чтобы организм снабдить достаточным количеством аминокислот, которые он не может самостоятельно продуцировать, наряду с количеством важен также и состав белков. Ниже мы приведем минимальную ежедневную потребность для отдельных аминокислот:

-изолейцин-0,7г,

-лейцин-1,1г,

-лизин-0,8г,

-метионин-1,1г,

-фенилаланин-1,1г,

-треонин-0,5г,

-триптофан-0,25г,

-валин-0,05г,

-цистеин-зависит от метионина,

-тирозин-зависит от фенилаланина,

-аргинин-необходим только в грудном возрасте.

Некоторые продукты питания содержат больше аминокислот, другие содержат их меньше. Поэтому для того, чтобы покрыть ежедневную потребность, человек должен употреблять больше белоксодержащих продуктов питания.

Продукты питания, богатые белками.

Как мы уже говорили, белоксодержащие продукты питания обеспечивают организм важными аминокислотами, прежде всего теми, которые человек не может сам вырабатывать. Белки находятся в продуктах животного и растительного происхождения. Рыба, мясо, яйца, молоко-все они содержат большое количество белка. Наряду с белком, в продуктах животного происхождения находятся также и жиры, преимущественно насыщенные жирные кислоты, поэтому лучше обращайте внимание на его содержание в продуктах и по возможности употреблять нежирные продукты, например, домашняя птица.

Также еще есть растительные продукты питания, содержащие белок. К ним относятся прежде всего картофель, зерновые культуры, соя, а также стручковые плоды, например, горох и бобы.

В разговорах про белок люди обычно представляют себе яйцо как наиболее богатый его источник, но это не так. Существуют продукты, которые им гораздо богаче (из расчета на 100г продукта):

-сыр пармезан-36г,

-соевые бобы-34г,

-свиной шницель-31г,

-шницель из мяса индейки-30г,

-арахис и другие орехи-26г,

-различные сыры-25г,

-чечевица-24г,

-стручковые плоды-24г,

-горох-23г,

— рыба-22г,

-говяжье мясо-22г,

-тунец-22г,

-лосось-20г,

-фисташки-19г,

-кешью-19г,

-киноа-14г,

-макароны сырные-12г,

-творог-12г,

-свежий сыр-10г,

-куриное яйцо-9г,

-молоко-3г.

Для легкого счета полезно знать, что:

-1 порция приготовленного мяса содержит 52г белка,

-1 порция тунца (150г) содержит 31г белка,

-1 горстка арахиса (25г) содержит 13г белка,

-отварной горох (200г) содержит 10г белка,

-1 вареное куриное яйцо (60г) содержит 7г белка,

-1 ст. ложка сыра пармезан (20г) содержит 7г белка,

-1 стакан молока (200мл) содержит 6г белка,

-1 порция йогурта (150г) содержит 4г белка.

Необходимо помнить, что напитки и фруктовые соки не содержат никакого белка вообще! Конечно же предпочтительней для человека белок животного происхождения, поскольку он имеет похожую структуру и биологическую значимость.

Дефицит белка-отчего зависит?

Дефицит белка при нормальном питании встречается крайне редко. Но все же такое состояние может возникнуть при:

-недостаточное поступление белка в организм в результате соблюдения слишком жесткой диеты или же при ряде состояний, например, сужении пищевода, когда пища не проходит и человек не может нормально питаться,

-заболевания желудочно-кишечного тракта, когда нарушены процессы переваривания пищи и ее всасывания в кишечнике (болезнь Крона, неспецифический язвенный колит, атрофия слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта),

-когда существуют большие потери белка в результате повышенного распада тканей или же повышенная в нем потребность, которые не компенсируются приемом пищи. Такое встречается, например, при онкологических процессах, тяжелых инфекционных процессах, тяжелых ранениях и обширных ожогах, септических состояниях,

-нарушение нейроэндокринной регуляции.

Также потребление белка меньше 0,4-0,6г на кг массы тела приведет к его дефициту, который сперва отразится на снижении умственной и физической работоспособности. В дальнейшем ослабляется иммунная система, что представляет риск для развития инфекционных заболеваний. При резко выраженном дефиците белка наблюдаются истощение, эластичность кожи снижается, плохо заживают раны, волосы и ногти становятся ломкими, наблюдаются белковые отеки рук и ног, или же всего тела.

В любом случае при появлении соответствующих жалоб и симптомов Вам лучше обратиться к врачу! Если Вы соблюдаете диету и проявление дефицита белка не слишком выражено, тогда Вам необходимо отказаться от диеты и увеличить потребление белка. Во всех остальных случаях Вам понадобится медицинская помощь.

Повреждает ли белок почки?

Многие люди употребляю больше белка, чем им необходимо для нормального существования. Для здорового организма это в принципе не вредно для здоровья. Организм перерабатывает лишний белок в жир или сахар. Конечным продуктом этих процессов является мочевина, которую организм выделяет с мочой. При нормальном питании в день выделяется почти 13-33г мочевины. Если же работа почек нарушена, то мочевина с мочой не выходит, а остается в крови, вызывая соответствующие симптомы- головокружение, тошнота, рвота, общая слабость, боли в животе. Поэтому люди, которые страдают заболеванием почек, должны в первую очередь посоветоваться с врачом по поводу того, сколько в день им необходимо употреблять белка, чтобы не ухудшить свое состояние. Если же с почками все в порядке, то мочевина просто выйдет с мочой. Но все же вопрос о том, разрушает ли белок почки, до сих пор остается спорным и ученые не могут на него ответить однозначно.

Азотистый баланс-основные понятия.

Говоря о белках, нельзя не остановиться на азотистом балансе. Азотистый баланс представляет собой соотношение количества азота, поступившего в организм, и количества азота, выведенного из организма. Поскольку основным источником азота является белок, то под азотистым балансом можно понимать соотношение поступившего и разрушенного белка. В норме в природе существует равновесие и человеческий организм к нему стремиться (гомеостаз). Т.е. количество потребленного белка равно количеству разрушенного белка. Это то состояние, когда с Вашим организмом ничего не происходит, он не худеет, но и не полнее. Если же количество потребляемого азот выше, чем количество выделенного из организма, то говорят о положительном азотистом балансе. Т.е. процессы образования белка (анаболизм) преобладает над процессом его разрушения (катаболизм). Такое встречается при росте человека, когда увеличивается его мышечная масса.

Если же, наоборот, количество выделенного из организма азота превышает количество им потребляемого, то говорят об отрицательном азотистом балансе. Это говорит о том, что процессы разрушения белка преобладают над процессами его образования. Такая ситуация встречается при активном похудении, малом потреблении белка, онкологических процессах, нарушениях работы желудочно-кишечного тракта.

Для нормальной жизнедеятельности среднесуточная потребность в азоте составляет 105мг на кг массы тела независимо от возраста и пола.

Как видно, белок является незаменимым строительным материалом для нашего организма, без которого нормальное существование человека невозможно. Поэтому не экономьте на себе и правильно питайтесь.

Берегите себя и будьте здоровы!

Метки записи:  
Самые свежие новости медицины на нашей странице в Вконтакте

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.