Белок роль в строительстве организма

Белки являются сложными органическими соединениями или биополимерами, содержащих в составе водород, углерод, азот и кислород, а в редких случаях — серу.

Мономерами белков являются аминокислоты.

В жизни любого организма белки играет важную роль (и в клетке тоже). При неисчерпаемом разнообразии белков, им характерна определенная специфичность.

Белки и нуклеиновые кислоты — материальная база всего существующего богатства организмов окружающей среды. От сухой массы клетки их доля может составлять от 50 до 80%.

Каково строение молекулы белка?

Молекулы белков — это длинные цепи, которые состоят из 50-1500 остатков аминокислот. Между собой они соединены прочной ковалентно-углеродной (пептидной) связью. Как результат — образование первичной структуры белка или полипептидной цепи.

Молекула белка представляет собой полипептид с молекулярной массой от 5 до 150 тысяч (в некоторых случаях даже больше).

В составе простых белков присутствуют только аминокислоты. Сложные белки помимо аминокислот могут содержать нуклеиновые кислоты (нуклеопротеиды), липиды (липопротеиды), окрашенные химические соединения (хромопротеиды), углеводы (гликопротеиды) и др.

БЕЛОК. Основа жизни

Химические, функциональные и морфологические свойства клетки определяются специфическими белками, которые в ней присутствуют.

Набор аминокислот, их количество и последовательность расположения в полипептидной цепи — формирующие составляющие специфичность белка.

Если в составе белковой молекулы заменить одну аминокислоту, или поменять последовательность расположения аминокислот, то в результате может произойти изменение функций белка в клетке. Все это и является причиной большого разнообразия строения белка (белковой молекулы первичной структуры).

Становится понятным, почему живой организм для выполнения своих функций использует особенные виды белков. В этом отношении его возможности являются неограниченными.

Свойства белков определяются также и пространственным расположением полипептидных цепей. Полипептидные цепи в живой клетке являются скрученными или согнутыми, для них характерная вторичная или третичная структура.

Спирально закрученная белковая цепочка — это вторичная структура. Удержание витков спирали осуществляется за счет водородных связей, которые образуются между CO- и NH-группами, расположенными на соседних витках.

Дальнейшее закручивание спирали приводит к специфической конфигурации каждого белка, то есть — к третичной структуре. Ее образование происходит за счет связей между белковыми радикалами аминокислотных остатков. Это связи:

• ковалентная дисульфидная (S- S-связь) между остатками цистеина;
• водородная;
• ионная;
• гидрофобные взаимодействия.

Гидрофобные взаимодействия в количественном соотношении можно считать наиболее важными. Они появляются в результате того, что неполярные боковые цепи аминокислот пытаются объединиться друг с другом без смешения с водной средой. При этом происходит свертывание белка таким образом, что его гидрофобные боковые цепи прячутся внутрь молекулы: так они получают защиту от воды. Наружу выставлены, при этом, боковые гидрофильные цепи.

Белок и его роль в организме

Есть определенные специфичные для любого белка моменты:

• количество молекул аминокислот с гидрофобными радикалами;
• количество молекул цистеина;
• характер их взаиморасположения в полипептидной цепи.

Сохранение определенной формы молекулы обеспечивает взаимное расположение групп атомов, необходимое для проявления активности белка в качестве катализатора, его гормональные функции и др. По этой причине стойкость макромолекул не является случайным свойством, а важный и необходимый способ стабилизации организма.

Проявление биологической активности белка характерно только при наличии третичной структуры. Замена даже одной аминокислоты в полипептидной цепи приводит к изменениям в конфигурации белка, а также к снижению его биологической активности и даже исчезновению.

В некоторых случаях возможно объединение в единый комплекс двух, трех и более белковых молекул с третичной структурой. В итоге получаем четвертичную структуру белка.

Пример четвертичной структуры белка — гемоглобин. Он состоит из четырех субъединиц и небелковой части (гема). Только в такой форме он может выполнять свои функции.

Белковые субъединицы в четвертичной структуре не имеют химической связи. Но сама структура при этом довольно крепкая за счет действия слабых межмолекулярных сил.

Третичная и четвертичная структуры могут меняться в результате разрыва водородных и ионных связей. Это происходит под влиянием различных физических и химических факторов:

• обработки щелочами, кислотами, ацетоном, спиртом;
• высокой температуры;
• давления и др.

Денатурация — это нарушение естественной или нативной белковой структуры.

Денатурация приводит к снижению растворимости белка, изменению формы и размеров молекул, утрате ферментативной активности и т.д. При этом, процесс денатурации является обратимым: при возвращении нормальных условий происходит непроизвольное обновление естественной (природной) структуры белка. Этот процесс получил название ренатурации.

Первичная белковая структура определяет особенности строения белка и функционирование белковой макромолекулы. От строения перейдем к функциям белков.

Функции белков в клетке

Выделяют как минимум 3 основных функции белка в клетке:

1. Строительная функция белков или пластическая. Одна из важнейших функций, так как белки являются составными компонентами клеточных мембран и органелл. В основном из белка состоят стенки кровеносных сосудов, сухожилия, хрящи высших животных.
2. Двигательная. Ее обеспечивают особенные сократительные белки, за счет которых приходят в движение жгутики и реснички, перемещение хромосом в ходе деления клеток, сокращение мускулатуры, движение органов растений, а также изменения положений разнообразных структур организма в пространстве.
3. Транспортная. Эта функция обеспечивается способностью белков к связыванию и переносу с течением крови химических соединений.

Теперь пройдемся по другим функциям белков кратко.

Белок крови гемоглобин осуществляет перенос кислорода из легких в клетки других органов и тканей. В мышцах такую функцию выполняет миоглобин.

Белки сыворотки крови осуществляют перенос липидов и жирных кислот, а также различных биологически активных веществ.

Входящие в состав плазматической мембраны молекулы белков участвуют в транспорте веществ в клетку и из нее.

Говорить о белках и их функциях невозможно, не отметив защитную функцию белков. Клетка способна вырабатывать особые белки — иммуноглобулины. Это происходит, когда в нее проникают различные чужеродные вещества вроде антигенов-белков или высокомолекулярных полисахаридов бактерий, вирусов. Иммуноглобулины или антитела устраняют чужеродные вещества и обеспечивают иммунологическую защиту организма.

Функционирование иммунной системы организма осуществляется благодаря распознаванию антигенов антигенным детерминантом (характерным участком их молекул). Таким образом чужеродные вещества связываются и обеззараживаются.

Внешняя защитная функция может выполняться также белками, которые являются токсичными для других организмов. К примеру, белок змей.

Стоит выделить и сигнальную функцию белков. Молекулы белков, способные к изменению третичной структуры в ответ на действия факторов окружающей среды, встроены в поверхность клеточной мембраны. Таким образом осуществляется восприятие сигналов из внешней среды и передача команд в клетку.

Есть еще регуляторная функция, которая присуща белкам-гормонам, влияющим на обмен веществ. Гормоны поддерживают постоянную концентрацию веществ в крови, а также принимают участие в росте, размножении и прочих жизненно важных процессов.

Инсулин — самый известный гормон, отвечающий за снижение уровня сахара в крови. При недостатке инсулина уровень сахара в крови повышается, что приводит к возникновению сахарного диабета. Разнообразные белки-ферменты также выступают в роли главных регуляторов биохимических процессов в организме (каталитическая функция).

Белки — энергетический материал. В результате расщепления 1 грамма белка до конечных продуктов происходит выделение 17,6 кДж энергии, которая используется в большинстве жизненно важных процессов в клетке.

Функции белков в таблице:

Разобравшись со строением и функциями белков, переходим к ферментам.

Ферменты и их роль в клетке

Ферменты или энзимы — это особые белки, которые присутствуют в любом организме и выполняют функцию биологических катализаторов.

Протекание химических реакций в живой клетке зависит от умеренной температуры, нормального давления и нейтральной среды. Такие условия обеспечивают довольно медленное течение реакций синтеза или распада веществ в клетке. Однако именно ферменты ускоряют реакции путем снижения энергии активации, при этом не происходит изменений их общего результата. Чтобы придать молекулам реакционную способность, в случае наличия ферментов необходимо гораздо меньше энергии.

При прямом или косвенном участии ферментов протекают все процессы в живом организме.

Составляющие компоненты пищи — белки, углеводы, липиды и др. — под влиянием ферментов расщепляются до простейших соединений. Позже из них синтезируются новые, присущие данному виду макромолекулы. В случае нарушения образования и активности ферментов возникают тяжелые заболевания.

Ферментативный катализ протекает в соответствии с теми же законами, что и неферментативный катализ в химической промышленности. Но у ферментативного катализа есть и определенные отличия. Ему характерная высокая степень специфичности — фермент катализирует только одну реакцию или действует в отношении только одного типа связи.

Все это обеспечивает регулирование жизненно важных процессов, которые происходят в клетке и организме: фотосинтеза, дыхания, пищеварения и др.

Только одно вещество катализирует расщепление фермент уреаза. Это вещество — мочевина. При этом, фермент не действует каталитически на структурно родственные соединения.

Теория активного центра — важный момент для понимания того, каков механизм действия ферментов с характерной им высокой специфичностью. Согласно этой теории, молекула фермента содержит один или несколько участков, где катализ осуществляется благодаря тесному (во множестве мест) контакту между молекулами фермента и субстрата (специфического вещества). Активным центром выступает функциональная группа (например, OH — группа аминокислоты серина) или отдельная аминокислота.

Действие катализатора нуждается в объединении нескольких аминокислотных остатков, которые располагаются в определенной последовательности. В среднем требуется от 3 до 12 остатков.

Формирование активного центра может происходить также в результате связи ферментов с ионами металлов, витаминами и прочими соединениями небелковой природы. Это коферменты или кофакторы.

Форма активного центра и его химическое строение таковы, что подразумевают связь только с определенными субстратами за счет их идеального соответствия друг другу — взаимодополняемости или комплементарности.

Другие аминокислотные остатки обеспечивают большой молекуле фермента определенную глобулярную форму — она нужна для эффективной работы самого центра.

Вокруг большой молекулы фермента образуется сильное электрическое поле. Это поле обеспечивает ориентацию молекул субстрата и их ассиметричная форма. Происходит ослабевание химических связей, и начальная затрата энергии на катализируемую реакцию сокращается. При этом, скорость реакции увеличивается.

За одну минуту одна молекула фермента каталазы расщепляет свыше 5 млн. молекул перекиси водорода, возникающая при окислении в организме различных соединений.

Наблюдается изменение конфигурации активного центра некоторых ферментов в присутствии субстрата. Чтобы обеспечить наибольшую каталитическую активность, этот фермент специально ориентирует свои функциональные группы.

При присоединении молекул субстрата к ферменту, в определенных пределах наблюдается изменение их конфигурации. Это позволяет увеличить реакционную способность функциональных групп центра. Распад комплекса фермента и субстрата происходит на заключительном этапе химической реакции — с образованием конечных продуктов и свободного фермента. Происходит освобождение активного центра, в результате чего он снова может принимать новые молекулы субстрата.

Множество факторов определяют скорость реакций с участием ферментов. К ним относятся:

• концентрация фермента;
• природа субстрата;
• давление;
• температура;
• кислотность среды;
• наличие ингибиторов и др.

Скорость биохимических реакций минимальна при температуре около 0 по Цельсию. Такое свойство широко применяется в различных отраслях, в частности — в медицине и сельском хозяйстве.

Для снижения интенсивности биохимических реакций и продления жизни, органы человека, планируемые к пересадке (почки, селезенка, печень, сердце), охлаждают. Быстрое замораживание пищевых продуктов предотвращает размножение микроорганизмов и инактивирует ферменты, в результате чего пищевые продукты не разлагаются.

Эта статья поможет вам разобраться в свойствах и функциях белков (функции белков представлены в таблице).

Источник: zaochnik.com

XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2021

Высшей степенью развития вещества в природе, обусловившей появление жизни, являются высокомолекулярные соединения – белки. Жизнь и белок – понятия взаимосвязанные.

Жизнь представляет собой переплетение сложнейших химических процессов, в которых белки взаимодействуют между собой и с другими веществами.

Белок – неотъемлемая составляющая нашего организма, нарушение которой может вызвать его разрушение. Необходимость постоянного получения белковой пищи человеком вызвано наличием у белка определённых функций, которые необходимы живому организму для его развития, размножения и осуществления жизнедеятельности.

На долю белка приходится не менее 50% сухой массы органических соединений животной клетки. В каждой клетке находится более 3 000 молекул белков. В организме человека насчитывается свыше 10 млн. белков.

Функционирование белка лежит в основе важнейших процессов жизнедеятельности организма. Обмен веществ (пищеварение, дыхание и др.), мышечное сокращение, нервная проводимость и жизнь клетки в целом неразрывно связаны с активностью ферментов – высокоспецифичных катализаторов биохимических реакций, являющихся белками.

Основу костной и соединительной тканей, роговых образований составляют структурные белки. Они же формируют остов клеточных органелл (митохондрий, мембран и др.). Расхождение хромосом при делении клетки, работа мышц осуществляются по единому механизму при посредстве белков сократительной системы.

Белки защищают организм от инфекции. Контакты клетки с внешней средой выполняют разнообразные белки, умеющие различать форму молекул, регистрировать температурные изменения, ничтожные примеси веществ, отличать один цвет от другого.

Важную группу составляют регуляторные белки, контролирующие биосинтез белка, и нуклеиновых кислот.

Биохимический синтез белка в промышленных целях однозначно важен для человечества, это позволяет создавать искусственные препараты, продукты питания и средства индивидуальной защиты.

Всё это определяет актуальность темы данного проекта.

Целью данной работы является изучение влияния белков на состояние здоровья человека. Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

1. Изучить состав, классификацию и функции белков.

3. Выявить влияние обмена белков в организме на состояние здоровья человека.

Объект: белки.

Предмет: влияние белков на состояние здоровья человека.

Вид проекта: информационный.

Методы исследования: анализ, систематизация, изучение, обобщение.

Белки, их состав, классификация и функции

Белки – это высокомолекулярные азотсодержащие органические вещества, молекулы которых построены из остатков -аминокислот, связанных между собой пептидными связями. Название протеины (от греческого proteos — первый, важнейший) отражает первостепенное значение этого класса веществ.

Рассмотрим химический состав белков. Несмотря на различие в строении и функциях белковых веществ, их элементный состав колеблется незначительно (в % на сухую массу): 51-53 % углерода, 15-18 % азота, 21,5-23,5 % кислорода, 6,5-7,3 % водорода, 0,3-2,5% серы. Кроме перечисленных основных компонентов, в состав некоторых белков входят фосфор, железо, йод, селен, медь и некоторые другие элементы. Для большинства белков характерна довольно постоянная доля азота (в среднем 16 %) по сравнению с другими элементами. Этот показатель используют для расчёта количественного содержания белка.

Белки представляют собой полимерные молекулы, в состав которых входит 20 различных -аминокислот. Поскольку эти аминокислоты могут объединяться в самой различной последовательности, то они могут образовывать громадное количество разнообразных белков и их изомеров.

По биологическому значению аминокислоты подразделяются на заменимые, полузаменимые и незаменимые.

Заменимые аминокислоты синтезируются в организме человека в достаточном количестве. К ним относятся: глицин, аланин, серин, цистеин, пролин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, аспарагин, глутамин.

Полузаменимые аминокислоты образуются в организме, но в недостаточном количестве, поэтому их недостаток должен восполняться белковой пищей. Для организма человека такими аминокислотами являются тирозин, аргинин, гистидин.

Незаменимые аминокислоты в организме человека не синтезируются, поэтому они должны поступать с пищей. Незаменимых аминокислот восемь: лейцин, метионин, изолейцин, лизин, фенилаланин, триптофан, треонин и валин.

Аминокислотный состав белков определяется не доступностью или незаменимостью той или иной аминокислоты, а назначением белка, его биологической функцией.

Перейдём к классификации белков.

Ввиду огромного числа белков, функционирующих в живых организмах, не существует единой их классификации. В настоящий момент действует несколько классификаций; в основу каждой из них положен какой-либо признак, по которому белки объединяют в узкие или широкие группы.

По степени сложности строения белки делят на простые и сложные. Простые или однокомпонентные белки состоят только из белковой части и при гидролизе дают аминокислоты. К сложным или двухкомпонентным относят белки, в состав которых входит протеин и добавочная группа небелковой природы, называемая простетической. В качестве простетической группы могут выступать липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты; соответственно сложные белки называют липопротеинами, гликопротеинами, нуклеопротеинами.

По форме белковой молекулы белки разделяют на две группы: фибриллярные (волокнистые) и глобулярные (корпускулярные).

По отношению к условно выбранным растворителям выделяют альбумины и глобулины. Альбумины очень хорошо растворяются в воде и в концентрированных солевых растворах. Глобулины не растворяются в воде и растворах солей умеренной концентрации.

По источнику получения белки подразделяют на животные, растительные и бактериальные.

В зависимости от наличия в составе белка незаменимых аминокислот, а также от степени его усвоения организмом, белок делится на полноценный и неполноценный.

Наиболее удовлетворительной является функциональная классификация белков, поскольку в её основу положен не случайный признак, а выполняемая функция.

Каталитически активные белки – ферменты. Они осуществляют катализ практически всех химических превращений в клетке.

Гормоны регулируют обмен веществ внутри клеток и интегрируют обмен в различных клетках организма в целом.

Рецепторы избирательно связывают различные регуляторы (гормоны, медиаторы) на поверхности клеточных мембран.

Транспортные белки осуществляют связывание и транспорт веществ между тканями и через мембраны клетки.

Структурные белки участвуют в построении, прежде всего, различных биологических мембран.

Белки – ингибиторы ферментов осуществляют регуляцию активности ферментов.

Сократительные белки обеспечивают механический процесс сокращения с использованием химической энергии.

Защитные белки – антитела защищают организм от воздействия чужеродных соединений, вирусов, бактерий и т. д.

Приведённые выше классы не исчерпывают перечень белков по функциональной классификации.

Белкам принадлежит особая роль в воспроизводстве основных структурных элементов клетки.

Наследственная информация сосредоточена в молекуле ДНК клеток любых живых организмов, поэтому с помощью белков реализуется генетическая информация. Без белков и ферментов ДНК не может реплицироваться, самовоспроизводиться. Таким образом, белки являются основой структуры и функций живых организмов.

Охарактеризуем основные функции белков:

1. Строительная функция – белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур: входят в состав клеточных мембран, волос, сухожилий, стенок сосудов и т.д.

2. Транспортная – некоторые белки способны присоединять к себе различные вещества и переносить (доставлять) их из одного места клетки в другое, и к различным тканям и органам тела. Белок крови гемоглобин присоединяет кислород и транспортирует его от лёгких ко всем тканям и органам, а от них в лёгкие переносит углекислый газ. В состав клеточных мембран входят особые белки, обеспечивающие активный и строго избирательный перенос некоторых веществ и ионов из клетки и в клетку – осуществляется обмен с внешней средой.

3. Регуляторная функция – принимают участие в регуляции обмена веществ. Гормоны влияют на активность ферментов, замедляя или ускоряя обменные процессы, изменяют проницаемость клеточных мембран, поддерживают постоянство концентрации веществ в крови и клетках, участвуют в процессе роста. Гормон инсулин регулирует уровень сахара в крови путём повышения проницаемости клеточных мембран для глюкозы, способствует синтезу гликогена, увеличивает образование жиров из углеводов.

4. Защитная функция – иммунологическая. В ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов (антигенов) образуются особые белки – антитела, способные связывать и обезвреживать их. Синтез иммуно-глобулинов происходит в лимфоцитах. Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений.

5. Двигательная функция – сократительные белки актин, миозин, тропонины, тропомиозин участвуют в работе мышц.

6. Сигнальная функция – в поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков, способные изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды. Так происходит приём сигналов из внешней среды и передача команд в клетку.

7. Запасающая функция – в организме могут откладываться про запас некоторые вещества. Например, при распаде гемоглобина железо не выводится из организма, а сохраняется в селезёнке, образуя комплекс с белком ферритином.

8. Энергетическая функция – при распаде 1 г белка до конечных продуктов выде

ляется 17,6 кДж (4,1 ккал) энергии. Распад идёт сначала до аминокислот, а потом – до воды, аммиака и углекислого газа. Однако в качестве источника энергии белки используются тогда, когда израсходованы жиры и углеводы.

9. Каталитическая функция – ускорение биохимических реакций под действием белков-ферментов.

10. Трофическая функция – питают зародыш на ранних стадиях развития и запасают биологически ценные вещества и ионы.

Содержание белков в продуктах питания

Все пищевые продукты различаются как по содержанию, так и по аминокислотному составу протеинов. Аминокислотный состав белков в продуктах питания имеет большое значение, т.к. ряд аминокислот являются незаменимыми.

При этом большое значение имеет не просто наличие тех или иных незаменимых аминокислот, а ещё и их определённые пропорции. Полноценными считаются белки, включающие в состав восемь незаменимых аминокислот.

Причём продукты, содержащие эти белки, не могут быть заменены продуктами, содержащими жиры и углеводы.

В питательном отношении растительные белки менее ценны, чем животные; они беднее лизином, метионином и триптофаном, труднее перевариваются.

В наибольшем количестве белки и незаменимые аминокислоты представлены в следующих продуктах питания: молоко, молочные изделия, яйца, мясо и мясопродукты, рыба, морепродукты, бобовые (горох, чечевица, фасоль, соя), крупы, хлеб, картофель и др.

Первая группа – молочные продукты. Именно молоко почти полностью обеспечивает потребности не только детского, но и взрослого организма. В 100 г молока содержится 3 г белка. Пол-литра молока в день — это более половины суточной потребности человека в животном белке. Белки молока содержат все аминокислоты и в наилучшем соотношении, необходимом организму.

В молочных белках содержатся в значительных количествах метионин – аминокислота, важная для обеспечения нормальной деятельности печени. Таким образом, в молоке и молочных продуктах весьма удачно сочетаются полноценные белки.

Вторая группа – мясо, рыба, яйца. Изучение аминокислотного состава различных продуктов показало, что степень усвоения мясных продуктов очень высока. Биологическая ценность белков рыбы не ниже, поскольку их аминокислотные составы весьма близки.

Установлено, что белки рыбы и многих продуктов моря даже несколько легче перевариваются и усваиваются в организме человека, чем белки мяса. Весьма ценным и питательным продуктом являются яйца, в них содержатся лучшие по аминокислотному составу белки. Мясо, несомненно, очень полезный продукт благодаря высокому содержанию полноценного животного белка – в различных сортах мяса и птицы содержится от 14 до 24% белка.

Третья группа – мука, хлебобулочные изделия, крупы, макаронные изделия. Основное значение продуктов этой группы, содержащих большое количество углеводов, – снабжение организма энергией. Содержащиеся в них растительные белки удовлетворяют общую потребность человека в белках примерно на 30 — 35%.

Белки животного происхождения, как правило, содержат все незаменимые аминокислоты, а белки растительного происхождения часто некоторые из этих аминокислот или не содержат вовсе, или содержат, но слишком мало. Поэтому белок животного происхождения усваивается организмом полностью, а усвояемость белков растительного происхождения несколько ниже. Степень усвояемости белков из пищи зависит, кроме их аминокислотной сбалансированности, и от перевариваемости. Белки животного происхождения перевариваются практически на 100%, а белки растительного происхождения – на 75-85%.

Источник: scienceforum.ru

Что такое белок и как восполнить его дефицит

Недостаток белка в организме неизбежно сказывается на здоровье и самочувствии. «РБК Стиль» разбирается вместе с врачом, для чего нужен протеин, какие бывают отклонения от нормы и как правильно восполнить его дефицит

Материал проверила и прокомментировала Горбачёва Наталья Леонидовна, диабетолог, диетолог, эндокринолог, ведущий специалист сети клиник «Семейная»

Что такое белок

Белки — главный строительный материал организма. Он участвует в создании мышц, сухожилий, органов и кожи, а также нужен для производства ферментов, гормонов, нейромедиаторов и различных молекул, которые выполняют множество важных функций. Белки состоят из более мелких молекул, аминокислот, которые соединяются вместе, как бусы на нитке. Эти связанные аминокислоты образуют длинные белковые цепи, которые затем складываются в сложные формы. Некоторые аминокислоты организм производит самостоятельно, другие можно восполнить только с помощью еды.

Функции белка в организме

Рост мышц и повышение выносливости

Организму необходим протеин, ведь мышцы в основном состоят из белка. Как и большинство тканей тела, мышцы динамично разрушаются и восстанавливаются, поэтому им необходим строительный материал для роста. Чтобы мышечная масса увеличивалась, в организме должен быть положительный белковый баланс. Его также называют азотным, из-за высокого содержания этого элемента в протеине. Употребление белка помогает не только нарастить мышцы при занятиях спортом, но и предотвратить их потерю, если вы придерживаетесь строгих диет [1] [2].

Биохимические процессы

Белки — ферменты, они помогают тысячам биохимических реакций, происходящих внутри клеток организма [3]. В том числе активируют метаболизм посредством объединения с другими молекулами — субстратами. Ферменты также могут функционировать и вне клетки, например, пищеварительные — лактоза и сахароза, которые помогают переваривать сахар. От их количества зависит пищеварение, свертывание крови и энергетический баланс. Дисбаланс некоторых ферментов может привести к сбоям в работе большинства систем организма [4].

Гормональный баланс

Некоторые белки представляют собой гормоны, которые как химические посредники помогают взаимодействовать различным клеткам организма. Их производят эндокринные ткани и железы, а затем белки транспортируются по внутренним органам. Эти гормоны делят на три группы: белок и пептиды, стероиды и амины [5].

Структура тканей

Некоторые белки являются волокнами, придающими жесткость клеткам: кератин, коллаген и эластин. Они помогают формировать каркас тканей тела [6]. Кератин — строительный материал для кожи, волос и ногтей, коллаген — структурный белок костей, кожи, связок и сухожилий, а эластин позволяет тканям возвращаться в первоначальную форму после растяжений и сокращений.

Правильный pH

Белок играет жизненно важную роль в регулировании концентрации кислот и оснований в крови и других жидкостях организма [7]. Этот баланс измеряется с помощью шкалы pH от 0 до 14, где 0 — максимально кислый, 7 — нейтральный, 14 — наиболее щелочной. Протеины — один из способов регулирования этих показателей. Например, гемоглобин — тоже белок, из которого состоят эритроциты. Он связывает небольшое количество кислоты, помогая поддерживать нормальный уровень pH в крови.

Хороший иммунитет

Белки помогают формировать иммуноглобулины или антитела для борьбы с инфекцией [8] [9]. Антитела — белки в крови, которые помогают защитить организм от бактерий и вирусов. Вырабатывая их в качестве реакции на вторжение чужеродных элементов, клетки в дальнейшем лучше противостоят похожим заболеваниям.

Баланс жидкости

Альбумин и глобулин — белки крови, которые помогают сохранить баланс жидкости в организме, удерживая воду в клетках [10] [11]. При недостатке протеина могут возникать отеки, так как жидкость вытесняется в промежутки между клетками [12].

Нормализация веса

Белок важен для тех, кому необходимо нормализовать вес. Некоторые эксперименты ученых подтверждают, что увеличение количества белка в рационе ведет к повышению скорости метаболизма и снижению аппетита [13]. Протеин хорошо насыщает, в результате чего реже хочется перекусывать, снижается объем порций в основных приемах пищи [14] [15]. В одном из исследований женщины 12 недель употребляли белковую пищу в количестве 30% от дневной калорийности рациона. В среднем каждая из участниц эксперимента потеряла порядка пяти килограмм веса, сохранив здоровые пищевые привычки [16].

Норма белка в день

Если вы каждый день едите продукты животного происхождения, такие как мясо, рыбу, яйца или молочные продукты, вы, вероятно, получаете достаточно белка. Если придерживаетесь растительной диеты, получить незаменимые аминокислоты, необходимые организму, будет сложнее. Среднестатистические нормы протеина в рационе на один килограмм веса:

• для женщин – 60–90 г;
• для мужчин – 80–150 г;
• для дошкольников – 3 г;
• для школьников – 2,5 г.

В некоторых случаях требуется больше белка, например, в периоды болезни, интенсивных занятий спортом, а также при беременности и кормлении грудью [17] [18]. Данные о точном количестве вещества разнятся, поэтому правильно будет проконсультироваться с лечащим врачом, который подберет индивидуальный рацион, исходя из особенностей организма. Так, авторы одного исследования утверждают, что беременным женщинам в день необходимы 1,2–1,52 г протеина на один кг веса [19]. Другие врачи рекомендуют потреблять дополнительно 1,1г белка на кг веса [20]. Суточная норма белка во время грудного вскармливания составляет 1,3 г на килограмм в день плюс 25 дополнительных граммов [21].

Активным людям требуется больше белка, чем тем, кто ведет малоподвижный образ жизни. Спортсменам, предпочитающим тренировки на выносливость, необходимо около 1,2–1,4 г на каждый кг веса [22] [23]. Достаточное количество протеина необходимо для предотвращения развития заболеваний, таких как остеопороз. Пожилым людям, а также тем, кто восстанавливается после травмы или операции, требуется до 1–1,3 г на один кг массы тела [24] [25].

Сколько белка в яйцах, курице и твороге

Эти продукты врачи и диетологи чаще всего упоминают как отличные источники протеина:

Яйца. Содержат 6-7 г белка на штуку среднего размера. Содержатся они именно в белковой части яйца. Поэтому в фитнес-меню часто присутствуют блюда без желтка, но на самом деле, при сбалансированном рационе нет смысла от них отказываться.

Курица. Если необходимо добавить белка в рацион, выбирайте куриную грудку — в ней больше волокон и меньше жира. На 100 г продукта — 27% белка. Оптимальный ингредиент для повышения уровня белка в организме, если вы не придерживаетесь растительной диеты.

Творог. В 200-граммовой пачке творога содержится 35 г белка, что соответствует почти трети среднестатистической дневной нормы. Отдавайте предпочтение творогу средней жирности, так как обезжиренного усваивается меньше необходимым микроэлементов.

Продукты, богатые белком

В первую очередь, протеин попадает в организм из животных продуктов. Средние показатели белка на 100 г продукта:

• птица — 27 г;
• свинина — 27 г;
• говядина — 26 г;
• рыба — 22 г;
• морепродукты — 22 г.

Вегетарианцам и веганам стоит позаботиться о наличии растительного белка в рационе. Это могут быть бобовые, крупы, соевые и цельнозерновые продукты:

• красная чечевица — 18 г белка;
• красная фасоль — 16 г;
• маш, нут, черная фасоль — 14 г;
• гречка и цельнозерновой хлеб — 13 г;
• киноа и тофу — 8 г;
• тыквенные семечки — 5 г в одной порции (горсть 25-30 г).

Норма белка в моче и крови

Лучший способ проверить, хватает ли организму белка, — сдать анализы, например биохимический анализ крови. В норме концентрация белка в крови взрослого человека должна составлять 62–86 г/л, а у детей — от 45 до 80 г/л. Снижение этих показателей возникает в результате ряда заболеваний, в том числе первичных иммунодефицитов, нарушениях обмена веществ, дисфункциях желудочно-кишечного тракта, а также дефицита протеина в рационе.

Превышение нормы встречается редко, но оно может указывать на хронические тяжелые инфекции (такие как туберкулез), ускоренный распад эритроцитов, системные опухоли или обезвоживание организма.

С-реактивный белок — фракция протеинов плазмы, которая повышается при наличии в организме воспалительного процесса. Синтезируется в ответ на попадание в кровь токсинов патологических микроорганизмов и обезвреживает их путем их связывания, а также запускает иммунные реакции. С-реактивный белок в норме отсутствует в крови (либо его показатели не превышают 0,4 мг/л). Большие значения указывают на развитие патологий: инфекционных и вирусных заболеваний, панкреатита, пиелонефрита, гепатита, язвенного колита и онкологии.

Помимо крови, белок учитывают в анализе мочи. Небольшое его количество встречается и у здоровых людей, в норме — до 140 мг/л (до 0,140 г/л). При активной физической нагрузке показатели не должны превышать 250 мг/сутки (0,250 г/л). Для того, что точнее узнать потери белка с мочой, необходимо проводить исследование его концентрации в суточных анализах. Их назначают при заболеваниях мочевыделительной системы и почек, инфекциях, а также для контроля осложнений, в том числе при приеме препаратов, оказывающих нефротоксическое действие — поражение почек.

Переизбыток белка

Высокое потребление белка может нанести вред людям с заболеваниями почек [26]. Двумя основными факторами риска почечной недостаточности являются высокое кровяное давление (гипертония) и диабет. И то, и другое провоцируется переизбытком белка [27] [28]. Точное количество необходимого протеина варьируется в зависимости от возраста, состояния здоровья и образа жизни.

Исследование с участием здоровых мужчин, занимающихся силовыми тренировками, показало, что ежедневное употребление 3 г белка на кг массы тела в течение года не имело никаких неблагоприятных последствий для здоровья [29]. Даже 4,4 г на кг веса в течение двух месяцев не вызывало никаких побочных эффектов [30].

Нет никаких доказательств того, что потребление белка в разумных количествах причиняет вред здоровым людям. Напротив, существует множество доказанных преимуществ. Однако, если у вас заболевание почек, следует следовать советам врача и ограничить потребление протеинов.

Богатое белками, но бедное жирами и углеводами питание — нагрузка на почки и печень. Переизбыток белка на фоне нехватки других необходимых организму веществ выражается в проблемах с пищеварением, неприятном запахе изо рта и постоянной жажде.

Недостаток белка

Помимо показателей медицинских анализов есть и другие признаки недостатка протеина, которые вы можете заметить перед походом к врачу.

Постоянный голод

Белки насыщают и заряжают энергией надолго, но в качестве перекуса многие из нас используют не белковые продукты, а содержащие углеводы: бананы, печенье, конфеты, выпечку и бутерброды. Еда, богатая углеводами, приводит к быстрому подъему уровня сахара (и мы чувствуем себя сытыми) и такому же быстрому падению (через полчаса мы снова голодны). Этот же эффект вызывает тягу к сладкому: организму не хватает сил, а конфета — самый быстрый способ их получить. Правда, ненадолго.

Слабые волосы и ногти

Ногти и волосы — это тоже белок, а точнее, кератин. Для их здоровья регулярное потребление белковой пищи абсолютно необходимо, иначе организму неоткуда будет брать строительный материал. При дефиците белка волосы становятся тонкими, слабыми и тусклыми, плохо растут и секутся, а ногти начинают ломаться и расслаиваться.

Медленное заживление ран

Если даже маленькая царапина заживает дольше недели, это тоже может быть признаком недостатка белка. Он входит в состав клеток мышечной ткани, кожи и крови, поэтому, если макроэлемента не хватает, на ремонт повреждений у организма уходит гораздо больше времени.

Частые инфекционные болезни

По мнению доктора Алиссы Рамси из американской Академии питания и диетологии, белок также необходим для построения клеток иммунной системы — если вы едите мало белковых продуктов, со временем защита организма может ослабеть.

Без белка замедляется выработка интерферона и лизоцима, «защитников», отбивающих атаки патогенов. Иммунитет перестает справляться с бактериями и вирусами, и мы болеем чаще. Причем любыми инфекционными заболеваниями: у людей на низкобелковой диете часто диагностируют инфекции.

Отеки

Дефицит белка приводит к нарушению водно-солевого баланса, из-за чего жидкость скапливается в тканях. Результат — мешки под глазами и опухшее по утрам лицо, отеки лодыжек и стоп, чувство тяжести в ногах, которое появляется уже в середине дня, даже если вы носите удобную обувь.

Снижение веса

Плохое настроение

Белок, помимо всего прочего, важен для синтеза нейромедиатора серотонина. Именно он отвечает за хорошее настроение и стрессоустойчивость. Недостаток серотонина приводит не только к хандре, плаксивости и мрачным мыслям, но и к бессоннице, повышенной тревожности, нервозности и склонности взрываться по пустякам.

Комментарии эксперта

Горбачёва Наталья Леонидовна, диабетолог, диетолог, эндокринолог, ведущий специалист сети клиник «Семейная»

«Правильный белковый обмен веществ — баланс между распадом и синтезом белков. Организму должно хватать аминокислот для построения новых соединений. Степень усвоения белка зависит от его происхождения и способа термической обработки. Элемент не способен накапливаться в организме, его излишки выводятся с помощью почек. Поэтому чрезмерное потребление белка негативно сказывается на их состоянии

Причинами нарушений белкового обмена могут стать наследственные заболевания: подагра, а также тяжелые состояния, такие как онкопатологии, следствие радиационного облучения и прочее. Но в большинстве случаев у взрослого человека симптомы нарушения биосинтеза белков говорят о несбалансированном рационе питания.

Недостаток белков — актуальная проблема. Одних она настигает при избавлении от лишнего веса, других — при вегетарианстве, а третьих — из-за заболеваний пищеварительной и эндокринной систем. Дефицит белков может не проявляться клинически, но последствия недостатка протеина довольно печальны:

• задержка роста и развития у детей;
• малая мышечная масса;
• сердечно-сосудистые заболевания;
• плохой аппетит;
• вялость, апатия, усталость;
• плохое состояние кожи, волос, ногтей.

Если биосинтез белков нарушен на этапе построения, человек может страдать от белкового отравления. Характерными признаками интоксикации являются поражение печени и почек, нарушения работы ЖКТ. Переизбыток белка влияет на центральную нервную систему вплоть до серьезных поражений при врожденных нарушениях обмена веществ. При ухудшении самочувствия необходимо сдать анализы и получить рекомендации специалиста. »

Источник: style.rbc.ru

Белки

Высокомолекулярные органические вещества, состоящие из различных по количеству и составу комбинаций аминокислот, соединенных в цепочку.

Белки

Белки – строительный материал для организма. Какие еще функции выполняют эти вещества, и почему безбелковый рацион грозит опасными осложнениями?

Белки – обширная группа органических веществ, которые выполняют в организме человека ряд важных функций. Именно они способствуют росту тканей и усвоению пищи, а их нехватка может привести к серьезным и необратимым нарушениям метаболических процессов. Белки, жиры и углеводы составляют основу питания человека, и без этих веществ наше существование невозможно.

Но за что отвечает именно протеины? Какими они бывают и чем полезны? О чем могут рассказать анализы на белок в крови? Во всех вопросах разбирался портал MedAboutMe.

Роль белков в организме человека

Функции белков в организме человека разнообразны. Они отвечают за рациональное использование питательных веществ, помогают мышцам сокращаться, обеспечивают иммунную защиту, регулируют синтез гормонов. Суть белков в том, что наряду с ДНК и РНК они обеспечивают хранение и передачу информации об организме и его функционировании. Именно из них состоят все важные структуры клеток, поэтому без протеинов жизнь была бы невозможна.

Нарушения белкового обмена несут за собой тяжелые последствия. Человек теряет вес, ухудшается аппетит, снижается работоспособность, проявляются нарушения пищеварения, в частности, характерны запоры или диареи. В том случае если нарушен синтез белков, они накапливаются в организме и могут привести к сильной интоксикации. Особенно опасны врожденные патологии, в частности, различные ферментопатии – нехватка ферментов.

Суть белков для человека

Для обеспечения нормального функционирования организма человеку требуется съедать в сутки в среднем 0,75-1 г чистого белка на 1 кг веса. Если питание не достаточно обогащено этими веществами, у человека развивается белковое голодание. Поскольку протеины разных групп отвечают за целый ряд функций, в том числе обеспечивают множество жизненно важных метаболических процессов, их дефицит сравним с полным голоданием. Сначала у человека проявляются симптомы недоедания:

• Потеря веса.
• Ухудшение самочувствия, слабость.
• Потеря аппетита.
• Остановка роста у детей и замедление умственного развития.
• Нарушения гормонального фона.

Если нехватка белков критическая, даже при потреблении в пищу достаточного количества углеводов и жирных кислот, человек может умереть от истощения. Лучше всего белки усваиваются из продуктов животного происхождения – мясо и птица, рыба и морепродукты, перепелиные и куриные яйца, молочные и кисломолочные продукты.

И при достаточном питании белковое голодание развивается крайне редко. Однако эта опасность может грозить вегетарианцам, поэтому им необходимо особенно внимательно следить за количеством белка в продуктах. Компенсировать отсутствие животной пищи в рационе можно с помощью грибов, бобовых, злаковых и некоторых видов овощей. Подробнее об этом см. в таблице белков в конце статьи.

Белки и рост организма

Одной из важнейших функций белков для человека является их участие в образовании тканей. Эти вещества часто называют главным строительным материалом организма. Особенно важен белок для формирования мышц, сухожилий и костей, из него состоят волосы и ногти.

Для полноценного роста ребенка норма белка должна быть такой:

• Новорожденные – 1,5-2 г/кг массы.
• После 1 года – 36-87 г/сутки.

Протеиновая пища актуальна для детей в периоды активного роста:

• У девочек – 10-12 лет, в среднем до 16 лет.
• У мальчиков – 12-14 лет, в среднем до 19 лет.

В этот период в организме наблюдаются скачки гормона роста соматотропина. А он, как и многие другие гормоны, по своей структуре – белок. Недостаточное питание в этом возрасте неизбежно приведет к задержке роста, причем компенсировать ее позже будет невозможно. Дело в том, что соматотропный гормон влияет на рост трубчатых костей – активизирует зоны роста на их концах, которые к возрасту 18-20 лет полностью закрываются.

Строительная функция белков важна не только в детском возрасте. Белки помогают организму обновляться, а тканям меньше изнашиваться. Поэтому дефицит этих питательных веществ в рационе взрослых приводит к преждевременному старению, дряблости кожи, ухудшению состояния волос и ногтей. Кроме этого, нехватка белка может сказаться и на функциях сердечной мышцы.

Состав белков

Белки – сложные высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. Именно эти компоненты и отвечают за все функции белков. Попадая в организм с пищей, сложные цепочки вещества расщепляются до составляющих, а после из них формируются необходимые для жизнедеятельности соединения.

Главным химическим компонентом в составе белков является азот. Именно он изначально используется растениями для биосинтеза белков, необходимых для их роста и жизни. После животные, питающиеся растительной пищей, могут расщеплять эти вещества и формировать из них подходящие для своего организма соединения. Человек, как представитель всеядных существ, может перерабатывать как растительные, так и животные белки. При этом в норме в рационе должны присутствовать оба типа веществ.

Молекула белков

Молекула белка представляет собой цепочку из последовательно соединенных пептидной связью аминокислот. Ее длина не ограничена и может состоять из 2 и более компонентов. Молекулы белков, состоящие из 2-40 аминокислот, называют пептидами. К ним относят такие важные вещества:

• Гормоны (окситоцин, соматотропин, пролактин, гормоны щитовидной железы, ТТГ и прочие).
• Нейропептиды, регулирующие работу центральной нервной системы.
• Эндорфины.
• Регуляторы артериального давления и тонуса сосудов.
• Регуляторы пищеварения и аппетита.
• Естественные обезболивающие.

Поэтому получая с пищей любые по структуре молекулы белков, организм может трансформировать их в цепочки разной длины. В том числе создавать необходимые для жизнедеятельности пептиды.

Структура белков

Цепочка аминокислот белков может быть достаточно длинной, иногда свыше 300 элементов. И при большом количестве компонентов она начинает сворачиваться. Выделяют 4 типа возможного вида молекул:

• Первичная структура белка.

Это как раз первая, исходная нить аминокислот. Характерна в большей степени для пептидов.

• Вторичная структура белка.

Цепочка скручивается в виде спирали или укладывается «змейкой», таким образом уменьшая свою длину. Одна молекула белка на разных участках может сжиматься по-разному. Характерна для коллагена и кератина – структурных белков, обеспечивающих тканям прочность.

• Третичная структура.

Цепь аминокислот формирует трехмерную глобулу, форму близкую к сферической. Характерна для некоторых гормонов, а также ферментов и иммуноглобулинов.

• Четвертичная структура белка.

Молекулы образуют сразу несколько глобул. Наиболее сложное строение. Самый яркий пример протеина с такой организацией – гемоглобин.

Для каждого белка характерна своя структура, которая продиктована последовательностью аминокислот и их связями. В том случае если связи по каким-то причинам разрушаются, белок утрачивает способность выполнять свои функции. Так, например, именно нарушение в структуре гемоглобина ведет к развитию серповидноклеточной анемии и невозможности транспорта кислорода к клеткам.

Аминокислоты в составе белков

Главная ценность белков – аминокислоты, из которых они состоят. Именно из них синтезируются необходимые белки в организме человека, которые обеспечивают метаболические процессы. Все поступающие с пищей протеины расщепляются до составных компонентов. Но человеческий организм использует для синтеза уже необходимых ему веществ всего 20 аминокислот.

Поэтому ценность пищи принято оценивать не только по чистому содержанию протеина, но и по наличию в составе белков разных видов аминокислот.

Основные аминокислоты белков

К этому типу веществ относят такие аминокислоты белков:

В детском организме не синтезируется, поэтому должен обязательно присутствовать в рационе ребенка. Также нехватка аргинина наблюдается у пожилых и ослабленных людей. Аминокислота важна для здоровья суставов, кожи, мышечной ткани, укрепляет иммунную систему.

Нужен для нормального функционирования нервной системы, способствует проводимости импульсов по нервным клеткам.

• Аспарагиновая кислота.

Улучшает метаболизм, участвует в синтезе молекулы АТФ – энергии для клеток.

Аминокислота способствует более долгой жизни клеток, снимает интоксикацию.

Ускоряет восстановительные процессы в организме.

• Глютаминовая кислота (глутамат).

Участвует в расщеплении жиров, а значит, помогает при похудении. Важна для умственного развития.

Из этой аминокислоты на 30% состоит белок коллаген.

Регулирует аппетит, поддерживает артериальное давление, участвует в синтезе нейромедиаторов.

Устраняет токсины из печени, помогает наращивать мышцы.

Важный компонент в хрящевой ткани.

Важен для нормального функционирования ЦНС и головного мозга.

Незаменимые аминокислоты

Незаменимые аминокислоты в белках – один из ключевых компонентов питания. Если их в рационе недостаточно, организм начинает задействовать резервные запасы веществ, в частности, использовать мышечную ткань. Такие процессы отражаются не только на внешнем виде, но и на здоровье. Человек может испытывать мышечные боли, слабость, а одни из самых опасных последствий – повреждения сердечной мышцы (миокарда) и центральной нервной системы. Для людей, которые занимаются спортом, отсутствие в рационе этих органических соединений приводит к невозможности нарастить достаточную мышечную массу.

К этому классу относятся такие аминокислоты белков:

Нужен для образования лейкоцитов и эритроцитов, играет важную роль в предупреждении аллергических реакций и развития аутоиммунных заболеваний. Аминокислота участвует в процессе пищеварения – под ее действием вырабатывается желудочный сок.

Способствует сжиганию жиров, наряду с инсулином регулирует глюкозу в крови, помогает мышцам быстро восстанавливаться.

Аминокислота важна для укрепления костей и мышечной ткани. Кроме этого, играет важную роль в нормализации иммунной системы – предотвращает аллергические реакции.

Важен для синтеза иммуноглобулинов, улучшает опорные свойства организма, участвует в образовании гормонов, в частности, гормона роста соматотропина.

Помогает развивать физическую выносливость и быстрее восстанавливать мышечную ткань, поэтому важен для спортсменов.

Важен для роста и восстановления мышечной ткани, регулирует белковый обмен и предупреждает перерождение печени (жировая дистрофия), развитие цирроза.

Важная составляющая в процессе синтеза гормона серотонина.

Регулирует уровень глюкозы в крови, предупреждает повреждения мышечной ткани.

Важная аминокислота для работы ЦНС, улучшает память и концентрацию внимания. Опасна она только для людей с врожденной ферментопатией – фенилкетонурией, при которой аминокислота не может быть использована организмом. В результате она накапливается в теле и вызывает серьезную интоксикацию. Поэтому людям с данным заболеванием, наоборот, рекомендовано избегать продуктов, содержащих эту аминокислоту в белках.

Содержание незаменимых аминокислот в продуктах смотрите в таблице белков в конце статьи.

Биосинтез белков

Синтез белков в клетке происходит под контролем ДНК и РНК – именно они отвечают за то, как будут соединяться полученные аминокислоты, а также какие протеины сейчас необходимы организму.

Весь процесс биосинтеза белков можно разделить несколько этапов, каждый из которых важен для нормального функционирования организма:

• Образование пептидов. Поступающий с пищей протеин в желудочно-кишечном тракте расщепляется до пептидов. Происходит это с помощью фермента желудка пепсина и ферментов поджелудочной железы трипсина и химотрипсина.
• Пептидные фрагменты расщепляются до свободных аминокислот. Этот этап молекулы белков также проходят в ЖКТ.
• Аминокислоты всасываются в кровь.
• Из свободных аминокислот формируются новые белковые соединения.

• Задержка роста и развития.
• Малая мышечная масса.
• Сердечно-сосудистые заболевания.
• Плохой аппетит.
• Вялость, апатия, усталость.
• Плохое состояние кожи, волос, ногтей.

В том случае если биосинтез белков нарушен на этапе построения новых соединений и выведения излишков, человек может страдать от белкового отравления. Характерными признаками интоксикации можно назвать такие:

• Поражение печени и почек.
• Нарушения работы ЖКТ.
• Влияние на ЦНС (вплоть до серьезных поражений при врожденных нарушениях обмена веществ).

Причинами нарушений белкового обмена могут стать наследственные заболевания, например подагра, а также тяжелые состояния, такие как онкопатологии, следствие радиационного облучения и прочее. Но в большинстве случаев у взрослого человека симптомы нарушения биосинтеза белков говорят о несбалансированном рационе питания.

Классы белков и их функции

Ученые выделяют 7 основных классов белков, каждый из которых выполняет свои функции в организме.

• Структурные компоненты.

Эти вещества образуют упругие волокна, которые обеспечивают прочность и эластичность тканей. Самым популярным белком этой группы является коллаген. Чаще всего о нем вспоминают в контексте молодости и упругости кожи, а также избавления от морщин. Однако нехватка коллагена сказывается и на состоянии хрящей и сухожилий в организме, ведь именно эти белки являются главным компонентом в их структуре. Еще один часто упоминаемый белок этого класса – кератин, из которого состоят волосы и ногти.

• Транспортные протеины.

Этот класс белков отвечает за доставку полезных веществ к клеткам. Примером может быть гемоглобин – белок, входящий в состав красных кровяных телец (эритроцитов) и отвечающий за транспорт кислорода. Нехватка гемоглобина приводит к анемиям, усталости и разрушению клеток, поскольку без кислорода они существовать не могут. Липопротеины переносят жиры из печени в другие органы, а гормон инсулин доставляет к клеткам глюкозу.

Представить обменные процессы в организме без этого класса белков просто невозможно. Именно они участвуют в расщеплении и синтезе поступающих с пищей полезных веществ. Как правило, ферменты – узкоспециализированные белки в организме, а это значит, что каждая группа отвечает за преобразование определенного вида веществ. Дефицит ферментов тяжело сказывается на состоянии здоровья, ведь в этом случае нарушается метаболизм.

• Белки, обеспечивающие движение (сократительные).

Дают возможность клетке или организму двигаться, например, мышцы человека способны сокращаться именно благодаря белкам. Наиболее популярный вид веществ этого класса – миозины.

• Защитные компоненты.

Белки, которые отвечают за иммунитет. В частности, речь идет о разных классах иммуноглобулинов (антител), которые подавляют развитие инфекций. Еще один вид веществ этого класса – фибриноген и тромбин, которые отвечают за свертывание крови и защищают организм от кровопотерь.

• Регуляторные белки.

Этот класс веществ отвечает за регуляцию метаболизма и даже за интенсивность транскрипции генов. К этому классу относятся гормоны – инсулин (регулирует уровень сахара в крови), соматотропин (отвечает за рост костей) и другие.

• Резервные (пищевые) протеины.

Суть белков этого класса в том, что они обеспечивают яйцеклетку и зародыш запасом питательных веществ. Один из самых известных протеинов этого класса – казеин (белок молока).

Если в организме израсходованы запасы углеводов и жиров, или по каким-то причинам их расщепление невозможно, молекулы белков могут использоваться как источник энергии. Из 1 г вещества выделяется 17,6 кДж (4 ккал).

Анализ на белки: виды обследований

Белок в крови проверяется с помощью биохимического анализа. Один из важнейших показателей – общий белок, который отражает содержащееся в сыворотке крови количество альбумина и белков глобулинов. Главные функции этих протеинов:

• Иммунный ответ на инфекции и поражения тканей.
• Транспорт веществ, в том числе жирных кислот, гормонов и прочего.
• Участие в свертывании крови (для уточнения данных пациент дополнительно может быть направлен на коагулограмму, в рамках которой определяется количество белков фибриногена и протромбина).

Гемоглобин, один из важнейших белков в крови, выявляется в общем анализе крови. Это основной показатель для диагностики анемии, также может говорить о наличии внутреннего кровотечения, несбалансированной диете с нехваткой железосодержащих продуктов, нарушениях всасывания белка.

Норма белка в крови (биохимия)

Нормы общего белка в крови:

• Дети первых 3 лет жизни – 47-73 г/л.
• Дошкольники – 61-75 г/л.
• Школьники – 52-76 г/л.
• От 18 лет и старше – 64–83 г/л.

В том случае, если в результатах анализа обнаружен пониженный или повышенный белок, это не обязательно говорит о серьезных заболеваниях. Показатель сильно зависит от общего состояния организма, системы питания и прочего, поэтому всегда оценивается в комплексе с другими данными. Так, например, повышенный белок фиксируется во время острой стадии инфекционного заболевания, как только человек выздоравливает, показатель приходит в норму без дополнительного лечения.

Другие важные показатели биохимического анализа крови:

• Альбумин – один из важнейших сывороточных протеинов, который показывает состояние почек и печени, может подтвердить обезвоживание организма. Норма белка альбумина для взрослого человека: 35-52 г/л.
• С-реактивный белок (СРБ) – элемент, который быстро реагирует на разрушение тканей. Поэтому важен для оценки состояния после травм, некрозов, перенесенных ожогов. Норма белка: максимум 5 мг/л.
• Мочевина – конечный продукт распада белков в организме человека. Выводится почками вместе с мочой, поэтому повышенные показатели говорят о нарушении работы этих органов. Норма: 2,8-7,2 ммоль/л.
• Билирубин – желтый пигмент, продукт распада гемоглобина и других составляющих крови. С его помощью диагностируют почечную и печеночную дисфункции, также может повышаться при тяжелых состояниях, вызывающих резкий распад красных кровяных телец (гемолитическая анемия). Нормальный показатель: от 3 до 17 мкмоль/л.

Повышенный белок в крови

Повышенный белок в сыворотке крови (гиперпротеинемия) – не всегда признак серьезных нарушений метаболических процессов. В частности, он фиксируется при таких временных состояниях:

• Диареи, рвота и другие факторы, провоцирующие обезвоживание.
• Инфекционные заболевания (вирусы, бактерии, грибковые поражения)
• Массивные кровопотери и разные виды ожогов.
• Отравления, общая интоксикация организма.
• Аллергические реакции.

При этом высокие показатели общего белка в крови могут быть симптомом и достаточно тяжелых болезней. Среди них:

• Болезни печени – цирроз, вирусные и невирусные гепатиты, печеночная недостаточность.
• Болезни почек – нефрит, пиелонефрит, почечная недостаточность.
• Аутоиммунные заболевания – красная волчанка, ревматоидный артрит, склеродермия.
• Злокачественные опухоли, в том числе множественная миелома.
• Несахарный диабет.
• Кишечная непроходимость.

Повышенный белок в моче

У здорового человека белок в моче отсутствует, однако у 17% он может выявляться в анализе и при этом не свидетельствовать о каких-либо проблемах со здоровьем. К тому же некоторые факторы увеличивают его количество абсолютно у любого человека. Например, причинами легкой протеинурии (альбуминурии) становятся:

• Интенсивные физические нагрузки (физиологическая протеинурия).
• Переохлаждение.
• Стрессы и нервное напряжение.
• Восстановительный период после инфекционных заболеваний.
• Пища, богатая белками (алиментарная протеинурия).

Основная причина стабильно повышенных показателей – заболевания почек. Очень часто протеинурия наблюдается у беременных в результате механического сдавливания почек, а также чрезмерной нагрузки на них.

Другие причины повышенного белка:

• Аллергические реакции.
• Воспаления мочевых путей.
• Воспаления почек.
• Опухли в мочевом пузыре и мочевыводящих путях.
• Хроническая сердечная недостаточность на поздних стадиях.
• Заболевания с выраженной лихорадкой.

Дефицит белка в организме

В отличие от жиров и углеводов белок в организме человека не накапливается, поэтому нехватка протеинов в питании быстро сказывается на состоянии здоровья. ВОЗ отмечает, что если в суточном рационе количество белков меньше, чем 35-40 г в сутки (минимальная потребность), развиваются разные виды белковой недостаточности. Особенно часто от нее страдают дети, наиболее распространенные диагнозы при этом такие:

• Алиментарная дистрофия (алиентарный маразм) – масса тела составляет менее 60% от необходимой.

Развивается, как правило, у детей первого года жизни, особенно у тех, кто находится на искусственном вскармливании и получает при этом несбалансированные смеси. В результате проявляются общее истощение мускулатуры, замедленный рост и набор массы тела, исчезновение подкожного жирового слоя, задержка умственного развития.

• Квашиоркор – масса тела 60-80% от необходимой.

Чаще наблюдается у детей 1-4 лет и взрослых при сильном истощении. Характерные симптомы истощения: отеки, вздутый живот, низкая масса тела.

Белковая недостаточность легкой и средней формы может наблюдаться у таких категорий людей:

• Строгие вегетарианцы (из рациона исключены сыры, молоко, яйца).
• Дети и подростки при недостаточном содержании белковой пищи.
• Беременные и женщины, кормящие грудью.
• Люди, сидящие на строгих диетах. Особенно опасны монодиеты.
• Люди, страдающие алкоголизмом.

Нехватка протеинов может быть связана не с алиментарным фактором (нарушениями питания), а с болезнями, которые способствуют нарушению синтеза белков, их ускоренному разрушению. Среди таких заболеваний:

• Туберкулез.
• Болезни пищевода, язвенный колит, хронический энтероколит.
• Нарушения всасывания белков в разных отделах ЖКТ (например, гастрит с пониженной кислотностью).
• Рак.

Дефицит белка легкой степени проявляется такими симптомами:

• Общая слабость.
• Тремор в конечностях.
• Головные боли.
• Бессонница.
• Нарушение координации движений.
• Нервозность, плаксивость.
• Бледная кожа, плохо заживающие ранки.
• Отеки.
• Плохие волосы, частичное облысение.
• Тахикардия, аритмия и другие проблемы в работе сердца.

Переизбыток белка в организме

Избыточное количество белков в организме тоже негативно отражается на здоровье. Лишний протеин увеличивает нагрузку на печень, а его продукты распада могут вызывать сильные интоксикации.

Белковое отравление также может быть связано с алиментарным фактором. Если процент протеиновых продуктов в рационе превышает 50%, скорее всего, организм не сможет в полном объеме переваривать эти вещества. Однако интоксикация может наступить и вследствие врожденных и приобретенных болезней. При ферментопатиях конкретные классы белков не способны расщепляться и постепенно накапливаются в крови в чрезмерном количестве.

• Болезни и патологии печени и почек.

Поскольку эти органы выводят из организма продукты распада и излишки веществ, чрезмерное количество белков увеличивает нагрузку на них. При длительном отравлении может развиться почечная и печеночная недостаточность.

• Нарушения пищеварения.

На начальном этапе секреция желудочного сока может усиливаться, а после, наоборот, уменьшается – усвоение пищи ухудшается.

• Воздействие на ЦНС.

Повышенный белок сказывается на проводимости нервов, в тяжелых случаях может вызывать даже параличи. Также избыток протеина вызывает состояния, схожие с неврозами.

• Повреждение костной ткани (остеопороз).

Организм может усвоить только определенное количество белков, излишки перерабатываются и выводятся. Для того чтобы связать лишние протеины, организм использует кальций. Если их слишком много, то потребности в макроэлементах существенно возрастают – начинает использоваться кальций, содержащийся в костях.

Белки, жиры, углеводы

Белки, жиры и углеводы составляют основу рациона человека. Каждые из этих веществ выполняют свои важные функции:

• Суть белков – строительство клеток, без которого невозможен рост и обновление тканей организма.
• Жиры – это запасы энергии.
• Углеводы – главный источник энергии, который расходуется сразу после поступления в кровь.

Полное исключение хотя бы одного компонента несет за собой тяжелые последствия и пагубно сказывается на здоровье. Однако при похудении или, наоборот, наборе веса соотношение в рационе белков, жиров и углеводов можно менять:

• Для нормального функционирования организма, поддержания всех систем в обычном режиме больше всего подходит такое соотношение: белки – 25-35%, жиры – 25-35%, углеводы – до 50%.
• В том случае если нужно сбросить вес (уменьшить жировую массу), соотношение компонентов должно быть таким: белки – до 50%, жиры – 30%, углеводы – 20%.
• Набор массы тела (речь не идет о наращивании мышц у спортсменов): белки – 35%, жиры – 15-25%, углеводы – до 60%.

Увеличение количества протеинов в ежедневном рационе способствует формированию мышечной ткани, а она расходует больше энергии даже в состоянии покоя. Поэтому наращивание мышц способствует похудению, поскольку увеличивает количество сжигаемых калорий.

Белковые диеты – один из наиболее популярных способов похудения. Однако только правильное соотношение белков, жиров и углеводов приведет к нужному результату. При избытке протеинов организм страдает от интоксикации, что в результате сказывается на обменных процессах и после окончания диеты может спровоцировать набор веса.

Количество белков в рационе

Количество белка в рационе питания напрямую зависит от потребностей конкретного организма. Нормы для ребенка в период роста и пожилого человека с низкой физической активностью будут существенно отличаться. В среднем врачами рекомендуется такое количество протеина:

• Дети с рождения и до 3 лет – 1,1-2 г/кг в сутки.
• 4-13 лет – 0,95-1,5 г/кг в сутки.
• 14-18 лет – 0,85-1,2 г/кг в сутки.
• Взрослые при низкой и средней физической активности – 0,75-1 г/кг в сутки.
• Спортсмены – 1,5-2 г/кг в сутки.
• Беременные и кормящие женщины – 1,1-1,5 г/кг в сутки.
• Пожилые люди – 0,8 г/кг в сутки.

Нужно понимать, что указанные значения – это количество чистого белка, а не белкового продукта. Например, в 100 г мяса в среднем содержится около 20 грамм чистого протеина. Кроме этого, вещества животного и растительного происхождения по-разному усваиваются организмом человека. И если, например, для жиров более эффективными являются именно растительные компоненты, то аминокислоты лучше усваиваются из животного белка. Поэтому в рационе ребенка продукты животного происхождения должны составлять 60% от всего потребляемого протеина, а для взрослого – не менее 30-40%.

Содержание белков в продуктах

Белки человеческий организм получает из двух источников – растительных и животных продуктов. Содержание чистых протеинов в конкретных видах показывает таблица белков, приведенная ниже.

При подсчете необходимого объема нужно учитывать еще несколько факторов:

• Усвоение белковой пищи.

Белки в продуктах растительного происхождения усваиваются лишь на 60%, животного – на 80-90%.

• Термическая обработка.

Молекула белка способна разрушаться или видоизменяться под действием температур. Хорошо знакомый всем пример – белок яйца, который после разогревания меняет свою структуру, прозрачность, цвет. После готовки в животных продуктах часть молекул белка разрушается и не может быть усвоена организмом. Например, аминокислота лизин в мясе и рыбе становится менее ценной. А вот бобовые, наоборот, после нагревания легче перевариваются, поскольку содержащийся в них ингибитор трипсина становится неактивным.

• Содержание других компонентов в продукте (белки, жиры и углеводы).

Например, животная пища всегда обогащена насыщенными жирами, а их чрезмерное количество негативно сказывается на здоровье сосудов.

Животные белки

Основным преимуществом белков в продуктах животного происхождения является их состав – они содержат все незаменимые аминокислоты для организма человека. Поэтому потребление таких блюд точно делает рацион полноценным. При этом продукты животного происхождения всегда в своем составе содержат жиры, потребление которых нужно ограничивать. С учетом всех факторов лучшие источники животных белков такие:

• Молоко, творог (не требуют термической обработки и лучше усваиваются).
• Йогурт и кисломолочные продукты (дополнительно содержат полезные молочнокислые бактерии).
• Рыба, морепродукты (в отличие от мяса содержат ненасыщенные полезные жиры).
• Нежирные сорта мяса и птицы (низкий процент жирности).
• Яйца (дополнительно обогащены витаминами А, В, РР, кальцием, калием, железом).

Продукты, которые лучше исключить или свести к минимуму их количество:

• Сало.
• Масло сливочное.
• Баранина.
• Жирные части свинины.

Растительные белки

Состав белков растительного происхождения отличается от описанных выше тем, что не содержит все незаменимые аминокислоты. Поэтому, если они являются основным источником протеинов (например, у веганов), меню должно быть максимально разнообразным. Недопустимо употребление лишь одного вида белков растительного происхождения.

При этом их состав существенно выигрывает перед продуктами животного происхождения – они менее калорийны, не содержат холестерин и насыщенные жиры, богаты витаминами и микроэлементами, в их составе есть клетчатка, улучшающая пищеварение. Поэтому белки в продуктах растительного происхождения – важная составляющая здорового питания.

Источник: medaboutme.ru