Содержание белков в организме взрослого человека. Значение белка для организма человека

Основные питательные вещества выполняют многообразные функции в организме. Белки, или протеины, что в переводе с греческого означает «первые», служат основой для тканей мозга, сердца и мышц, участвуют в физиологических процессах. Необходимо знать, в каких продуктах много белка, чтобы обеспечить организм этими незаменимыми веществами.

Этот компонент питания считается наиболее ценным, так как поставляет в организм мономеры для создания собственных белков - аминокислоты. В составе белков найдено 22 таких соединения.

• служат строительным материалом;
• участвуют в большинстве биохимических процессов;
• составляют до 20% от массы сердца, печени и мышц, 10% мозга;
• являются важнейшей частью ферментов или биокатализаторов, гормонов и антител;
• важны для сохранения физического и психического здоровья;
• связывают некоторые токсичные вещества.

Продукты питания, в которых содержится белок, в кишечнике расщепляются до свободных аминокислот. Они используются организмом для построения собственных белковых молекул, преобразуются в другие соединения. Валин, изолейцин, лейцин (вместе обозначаются ВСАА), лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин обязательно должны поступать с пищей.

При недостатке незаменимых аминокислот задерживаются рост и развитие организма, нарушается выполнение многих функций.

Кроме перечисленных 8 аминокислот, условно незаменимыми для детей являются аргинин и гистидин. Они создаются клетками тела в недостаточных количествах.

Дефицит белка в пище

Чаще других с этой проблемой сталкиваются веганы и сторонники растительных диет. Если человек недостаточно потребляет продукты, содержащие белок, то нехватка аминокислот приводит к нарушениям кроветворения, обмена жиров и витаминов. Происходит замедление роста и умственного развития ребенка.

Белковую недостаточность можно распознать по следующим признакам:

• трудности с концентрацией внимания;
• восприимчивость к инфекции;
• выпадение волос;
• нарушения сна;
• сухость кожи.

Низкобелковая диета сопровождается гипо- и авитаминозами, железодефицитной анемией, нехваткой в организме цинка. Возникают расстройства функций кишечника и щитовидной железы, развивается гормональный дисбаланс.

Избыток белка

Излишек аминокислот в пище отрицательно влияет на организм.

• Происходят нарушения ряда метаболических процессов.
• Накапливаются в суставах соли мочевой кислоты, повышается риск развития подагры, мочекаменной болезни.
• Перегружаются печень, почки и нервная система, особенно у маленьких детей и пожилых людей.
• «Лишние» аминокислоты после различных биохимических превращений частично используются для синтеза жиров.

Белок в пище должен быть оптимизирован по количеству и составу. Потребности у людей разного пола, возраста, телосложения отличаются. Пищевые белки также неодинаковы по качеству. Наиболее близки к идеалу по составу незаменимых аминокислот животные продукты, не прошедшие тепловую обработку.

Оптимальным считается не преобладание одного компонента в питании, а правильное сочетание с другими пищевыми веществами. Потребление продуктов с высоким содержанием белка важно для спортсменов, людей, ведущих активный образ жизни. При заболеваниях печени и почечной недостаточности протеина нужно меньше.

Рекомендации по ежедневному потреблению белка на 1 кг веса тела:

• средняя норма для взрослых - 1–1,5 г (примерно 85 г в день);
• при нормальном весе, физической активности, силовых тренировках - от 1,8 до 3,3 г;
• при нормальном весе, низкой физической активности - от 1,2 г до 1,8 г;
• при избыточном весе, ожирении - от 1,2 г до 1,5 г;
• в период беременности - от 1,7 г до 1,8 г.

При выборе продуктов следует учитывать, что 1 г белков дает организму 4 ккал, 1 г жиров - 9 ккал, 1 г углеводов - 4,2 ккал. Протеин в ежедневном рационе взрослого человека должен обеспечивать от 12 до 25% калорийности.

Аминокислоты поступают в организм с блюдами из мяса, рыбы, с молочными и зернобобовыми продуктами. Списки приоритетных источников белка могут отличаться в разных источниках. Существует множество причин неодинакового состава одних и тех же продуктов, но есть и общие закономерности.

Продукты, богатые белком (содержание в г на 100 г пищи):

1. Сыр голландский - 26,8.
2. Бобовые культуры - до 26.
3. Говядина отварная - 25,8.
4. Отбивная из баранины - 25.
5. Куриная грудка - 24.
6. Скумбрия, тунец - 22.
7. Креветки - 20.
8. Лосось - 20.
9. Треска отварная - 17,8.
10. Карп жареный - 17.
11. Котлета говяжья - 14,6.
12. Жирный творог - до 14.
13. Гречневая крупа - 13.
14. Овсянка и пшено - 12.
15. Яйцо куриное, 1 шт. (47 г) - 5,8.
16. Макароны - 11.
17. Колбаса вареная - 11,
18. Свинина жареная - 10.
19. Пшеничный хлеб из муки 1 сорта - 7,6.
20. Хлеб простой ржаной - 5,5.

Основные источники животного белка для взрослого человека - мясо, яйца и молочные продукты. Растительного протеина больше всего в бобовых, крупах и хлебе. Сыр и яйца содержат большинство важнейших пищевых веществ в концентрированном виде. Белка меньше всего в овощах и фруктах, соках - не более 2%.

Продукты животного происхождения, богатые белком

Ученые предупреждают, что потребление красного мяса и продуктов из него повышает риск опасных заболеваний. Исследование на эту тему провел ученый Гарвардского университета У. Уиллет. Профессор заявил, что отказ от мяса позволяет избежать ранней смерти. Здоровое питание должно быть основано на растительной пище и морепродуктах (аналогично средиземноморской диете).

Полностью отказываться от мяса не следует. Белые сорта богаты незаменимыми аминокислотами: ВСАА, гистидином, лизином, фенилаланином.

Содержание белка и калорийность продуктов животного происхождения (в 100 г)

Снижение веса необходимо сочетать с потреблением низкоуглеводной, обезжиренной пищи. При этом важно обеспечить потребности организма в незаменимых аминокислотах. Постное мясо содержит полноценный белок при низком содержании жира и углеводов.

Вегетарианцы, в зависимости от типа диеты, могут использовать такие ценные источники белка как рыба, яйца, молочные продукты. В рыбе содержатся ВСАА, метионин и фенилаланин. Лосось, скумбрия, сардины и сельдь также богаты омега-3 жирными кислотами. Любая пища животного происхождения не подходит веганам.

Белок в молочных продуктах

Качество молока принято оценивать по жирности, но более важный компонент - белок. Молочные продукты почти все полноценны по составу аминокислот. Лизина в них содержится в 3 раза больше, чем в хлебе. Стакан молока и ломоть хлеба обеспечивают правильное соотношение аминокислот, хотя многие считают такую пищу слишком простой, деревенской.

Содержание белка, г на 100 г продукта питания:

• различные сорта сыра - от 22 до 32;
• творог - от 14 до 18;
• йогурт - до 5;
• молоко - от 3 до 4.

Обезжиренное молоко является источником протеина и витаминов группы B. Одна чашка (250 мл) дает организму 7,3 г белка. При кипячении молока до 2% этого ценного компонента теряется, разрушается часть витаминов. В 250 мл жирного кефира содержится 7 г белка. Кефир и простокваша усваиваются организмом в 3 раза быстрее, чем молоко.

Белок творога обеспечивает поступление в организм аргинина, валина, лизина, фенилаланина и триптофана. При тепловой обработке теряется от 5 до 7% белка. Молочные продукты богаты кальцием, необходимым для костей, но бедны железом.

Крупы с высоким содержанием белка

Цельные зерна ржи, ячменя, овса, риса и крупы из них, поставляют в организм лейцин, изолейцин, валин, гистидин. Псевдозерновая культура киноа ценится в здоровом питании благодаря повышенной концентрации лизина.

Количество белка, г на 100 г продукта:

• гречневая крупа - 9–13;
• киноа - 14–15;
• амарант - 13–16;
• овсянка - 13;
• просо – 11;
• рис -7.

Содержание белка и калорийность бобовых (в 100 г продукта)

«Протеиновыми чемпионами» считаются красная чечевица, соя, белые бобы, нут. Тепловая кулинарная обработка уменьшает связь с углеводами растительных белков, поэтому они легче и более полно усваиваются организмом. В то же время, длительное нагревание и высокие температуры приводят к потере биологической ценности продуктов.

Овощи и фрукты, богатые белком

Клетчатка в составе растительных продуктов замедляет всасывание всех компонентов пищи. Количество белков в овощах и фруктах меньше, аминокислотный состав беднее, по сравнению с мясом, рыбой и молоком. Благодаря комбинированию продуктов можно обеспечить организм достаточным количеством протеина.

Содержание белка, г на 100 г пищи:

• шпинат - 3;
• брокколи - 3;
• сок томатный, 1 чашка (250 мл) - 2,5;
• цветная капуста - 2;
• картофель - 2;
• цуккини - 2;
• помидор - 1;
• морковь - 1;
• баклажан -1;
• банан - 1.

Организм получает с растительной пищей не только углеводы, белки и жиры. В овощах и фруктах содержатся витамины, антиоксиданты, незаменимые жирные кислоты, волокна, микроэлементы. Оптимальным считается использование растительной и животной пищи в соотношении 50:50, например, сочетание мяса с гречкой.

Качество источников белка

Все незаменимые аминокислоты содержатся в мясе, рыбе, молоке, йогурте. Недостаток животных белков порождает повышенное содержание атомов серы. Такие соединения создают кислотную среду в организме. Организм компенсирует понижение рН за счет ощелачивающих продуктов (овощей, фруктов), а если их не хватает, то использует кальций из состава костей.

К сожалению, в обычных супермаркетах становится все труднее найти натуральные продукты, не содержащие генетически модифицированные объекты (ГМО), консерванты, ароматизаторы и усилители вкуса. Многие сельскохозяйственные культуры являются трансгенными, производятся с использованием ГМО. Согласно данным исследований на животных, они могут изменять работу иммунной системы, повышают вероятность развития рака. Растительные продукты содержат нитраты и пестициды, также обладающие канцерогенной активностью.

Тем, кто желает быть здоровым, наращивать мышечную массу или эффективно худеть, следует обратить внимание на состав пищи и ее происхождение. Красное мясо, высококалорийные, рафинированные продукты лучше убрать из рациона. Более полезна пища с низким содержанием жиров, но с полноценными белками.

Белки состоят из длинных цепочек микроскопических частиц, которые называются аминокислотами. В природе, в основном, встречается 20 аминокислот, образуемых из воздуха, почвы и воды растениями, которые вырабатывают свой белок.

В человеческом организме процесс образования белка осуще­ствляется несколько иначе. Чтобы обеспечить такой процесс, не­обходимо выполнить три условия:

Белок в организме

1. В рационе питания должно присутствовать достаточное ко­личество белка.
2. Белок должен быть усвояемым, то есть легко распадаться в пищеварительной системе на аминокислоты и хорошо всасываться.
3. После усвоения, общее количество белка в организме должно содержать достаточное количество каждой из девяти «эссенциальных» или «незаменимых» аминокислот. Их называют «незаменимы­ми», поскольку их присутствие в рационе питания человека обяза­тельно. В отличие от растений, наш организм не в состоянии выра­батывать аминокислоты самостоятельно. Диетический белок вклю­чает в себя и неэссенциальные аминокислоты, а наш организм спо­собен производить их путем трансформации иных аминокислот.

Первый пункт приведенных выше условий относится к количе­ству белка, второй и третий – к его качеству.

Итак, разрушен миф, гласящий, что растительная пища не способна обеспечить организм человека достаточным количеством белка.

Вплоть до прошлого десятилетия среди людей было распрост­ранено заблуждение в том, что растительный белок – продукт «вто­рого сорта», по сравнению с животным белком, и растительный белок не содержит достаточного количества незаменимых амино­кислот.

Эти заблуждения, к сожалению, заставили многих людей недооценивать растительный белок. На самом деле, раститель­ный белок способен с легкостью обеспечить белковые потребности любого человека и предоставить достаточное количество каж­дой из аминокислот, необходимых организму.

В процессе пищеварения диетический белок распадается, об­разуя единое скопление аминокислот.

Различные виды белка от­личаются друг от друга степенью усвояемости. Растительный бе­лок в сыром виде обычно усваивается чуть хуже, чем животный. При этом, разные способы приготовления пищи – такие, например, как длительная варка бобовых или злаков – улучшают его усвояе­мость. Заметно повысить усвояемость растительного белка могут также разнообразные технологии обработки продуктов. Например, на Востоке уже более 3000 лет из соевых бобов приготовляют тофу. Таким образом, местные жители создали растительную пищу с высоким процентом усвояемости белка.

В лактоово вегетарианской диете, составленной из сочетания растительных и животных продуктов, разница усвояемости расти­тельной и животной пищи практически не заметна, и, поэтому, та­ким людям нет необходимости вносить в свой рацион питания ка­кие-либо коррективы, чтобы обеспечить белковые потребности своего организма.

Говоря о веганской диете, состоящей из самых разных сырых про­дуктов, грубых злаков и другой пищи, богатой клетчаткой, некоторые специалисты рекомендуют примерно на 10% повышать необходимый уровень потребления белка. От большинства веганов Северной Аме­рики эта рекомендация не потребует никаких изменений, поскольку их нынешнее потребление белков уже с лихвой превосходит все ре­комендации врачей.

Планируя рацион питания детей, необходимо принимать во внимание, что им требуется больше белка , чем взрос­лым, и в то же время, их желудок меньше по размеру, а потому орга­низм ребенка в состоянии усвоить меньшее количество пищи. По этим причинам, в младенческую и детскую диеты необходимо включать продукты, которые хорошо усваиваются, например, грудное молоко.

Молочные смеси для грудных детей, тофу, темпе, текстурированный соевый белок и вареная растительная пища – все это необходимые дополнения к диете ребенка, а чрезмерное внимание к сырой пище лучше отложить до того момента, когда он вырастет. Необходимо, чтобы в рационе питания ребенка было достаточно калорий, и тогда белок, который получает его организм, будет использован для роста, а не израсходован на повседневные энергетические нужды тела.

Незаменимые аминокислоты

В отчете рабочей группы Всемирной Организации Здравоох­ранения (1991 год) содержится оценка приблизительной потреб­ности организма ребенка в девяти незаменимых аминокислотах. Эти потребности выражены в пропорции 1 мг аминокислот на грамм белка в рационе питания. В практическом плане, если че­ловек получил только рекомендованное количество белка (рас­четы по приему белка приведены чуть выше), каждый грамм это­го белка должен обеспечить его организм тем количеством ами­нокислот, которое приводится в отчете.

Названия девяти незаме­нимых аминокислот таковы: триптофан, треонин, изолейцин, ва­лин, гистидин, лизин, мертионин (плюс цистин), фенилаланин (плюс тирозин), лейцин .

Цифры, приведенные рабочей группой, можно принять за осно­ву для определения содержания аминокислот в тех или иных про­дуктах, а также в рационе питания человека в целом.

Уровень со­держания незаменимых аминокислот в таких продуктах, как тофу, яйца и бобы пинто, соответствуют и даже превышают необходи­мые показатели. При этом, содержание аминокислот в яйцах ни в чем не уступает их содержанию в животном белке наивысшего ка­чества; а тофу и бобы пинто содержат более чем достаточное ко­личество всех незаменимых аминокислот.

Понятие «ограничивающая аминокислота»

Содержание незаменимых аминокислот в различной пище за­висит от его сравнения с общими потребностями организма. Со­гласно рекомендациям врачей, иногда может оказаться, что одна из аминокислот присутствует в относительно небольшом коли­честве. К примеру, в пшенице и киноа (южноамериканский злак) – недостаточно лизина. В такой ситуации, лизин обычно назы­вают «ограничивающей аминокислотой». Она играет важную роль в случае, если общее количество белка в рационе питания находится на грани потребностей организма, что можно наблю­дать на примере детей из развивающихся стран. Кроме того, показатели «ограничивающей аминокислоты» были также важ­ны, если бы эти злаки составляли единственную доступную для человека пищу.

Обеспечение всех потребностей организма в аминокисло­тах при помощи только растительной пищи

В странах, где у людей есть возможность в изобилии использо­вать самые разнообразные растительные продукты, ограничения в области животной пищи можно с легкостью компенсировать дву­мя способами.

Во-первых, у каждого вида пищи есть свои сильные и слабые стороны в содержании аминокислот и обеспечении ами­нокислотных потребностей человеческого организма. Например, в соевых бобах, бобах пинто, других видах бобовых и многих прочих продуктах из вегетарианской диеты содержится достаточно боль­шое количество лизина. Включение в рацион питания человека раз­нообразной растительной пищи несет с собой весь спектр незаме­нимых аминокислот, необходимых для обеспечения функции пост­роения белка в организме.

Во-вторых, к примеру, если бы диети­ческий белок поступал от одного-единственного вида продукта пи­тания, прием этой пищи можно было бы просто увеличить, что при­вело бы к росту потребления белка и, соответственно, достаточно­го объема лизина.

Необходимо отметить, что потребности взрослого человека в ами­нокислотах, на самом деле, немного ниже, чем требования расту­щего организма. Поэтому, во взрослом возрасте поддерживать не­обходимый баланс аминокислот оказывается еще проще.

Новое понимание «белковой компенсации»

В начале 1970-х годов в качестве основного требования для плани­рования была широко распростра­нена концепция «белковой компенсации». Это понятие указывает на необходимость дополнять свою диету четко определенным количеством злаков и бобовых. Многие людии свято верили, что , прежде чем приступить к обеду, проводят долгие часы с весами и калькулято­ром, высчитывая необходимое количество белка. В 1990-е годы по­добная практика «компенсации растительного белка» уже не считает­ся важной частью вегетарианства по следующим причинам:

1. Все растительные продукты полноценны и содержат каждую из девяти выше перечисленных незаменимых аминокислот.
2. Наиболее распространенные сочетания растительных продуктов, а также некоторые из этих продуктов по отдельности, с легкостью обес­печивают достаточное количество всех аминокислот на грамм белка.
3. Уровень потребления белков у большинства вегетарианцев зна­чительно превышает потребности организма.
4. Продукты, которые человек ест в течение дня, образуют в тканях тела скопление аминокислот, которое может расходоваться по мере необходимости.
5. Поскольку детям, в большей степени, чем взрослым, необходи­мы концентрированные источники незаменимых аминокислот, при планировании детской диеты требуется более осторожный и взве­шенный подход. Составляя рацион питания детей-вегетарианцев и веганов, имеет смысл сосредоточиться на растительных продук­тах, богатых белком: детских смесях на основе сои, тофу, бобо­вых, орехах и семенах (или масле из орехов и семян, если речь идет о совсем маленьких детях), а также злаках. Для детей, при­держивающихся лакто-ово вегетарианской диеты, можно добавлять молоко и яйца – продукты, очень богатые белками. Планировки «белковой компенсации» растительных продуктов, помимо обес­печения разнообразия в еде, не требуется.
6. В официальном заключении рабочей группы Всемирной Орга­низации Здравоохранения о новом понимании белковых потреб­ностей организма сказано: «Постепенно медицина пришла к осоз­нанию того факта, что даже в полностью вегетарианском рационе питания, содержащем разнообразные продукты, происходит взаи­модополнение аминокислот из разных видов растительной пищи. Если такой рацион питания удовлетворяет все энергетические по­требности организма ребенка или взрослого человека – он авто­матически обеспечивает и все его белковые потребности».
7. Мнение, что все продукты растительного происхождения содер­жат «недостаточно» той или иной незаменимой аминокислоты, уже давно признано несправедливым. Новое понимание белковой ком­пенсации заключается в том, что человеку, планирующему свой обед, нет необходимости аккуратно вычислять подходящее соче­тание злаков и бобовых. Наиболее простой выход для обеспече­ния всех потребностей человеческого организма во всех минераль­ных веществах, витаминах, а также незаменимых аминокислотах, состоит в том, чтобы поддерживать разнообразие своего рациона питания. В растительной пище, из которой люди во всем мире уме­ют готовить вкусные блюда, содержится полный спектр необходи­мых организму аминокислот в более чем достаточном количестве. Кроме того, бобовые, цельные злаки и многие другие продукты растительного происхождения также содержат в себе ценные ми­неральные вещества – в частности, железо и цинк.

Попробуем выяснить, какое значение имеют белки для организма человека. Углеводы, белки, минеральные соли, жиры, витамины, которые входят в состав пищи, нужны человеку для различных внутренних процессов.

Питательные вещества - это источник энергии, который покрывает все расходы живого организма. Рассуждая над тем, каково значение белков в организме, отметим, что они являются отличным строительным материалом, необходимым для роста, воспроизведения новых клеток.

К базовым элементам относят углеводы, жиры, белки. Значение белков, жиров, углеводов для организма человека очевидно. Попадая в пищеварительный тракт, они под воздействием ферментов подвергаются физическим и химическим изменениям, распадаются на более простые химические соединения, всасываются в кишечник, усваиваются организмом.

История открытия

Как были выявлены белки? Значение для организма этих органических веществ выяснили только после того, как был определен их химический состав. В 1838 году голландскому биохимику Жерару Мюльдеру удалось открыть белковые тела, сформулировать теорию протеина. Исследователь отмечал, что некое вещество присутствует в животных и растениях, оно является основой жизни на планете.

Что такое белки, значение для организма которых выявил Жерар Мюльдер? Слово «протеин» означает в переводе с греческого языка - «занимающий первое место». Эти биополимеры составляют около половины сухого веса живых организмов. У вирусов этот показатель находится в диапазоне 45-95 %.

Особенности ферментов

Каково значение белков в организме человека? Их называют одними из основных четырех органических веществ живой материи. По биологическим функциям они существенно отличаются. Примерно треть всех белков человеческого тела сосредоточена в мышцах, примерно 20 % распределено в сухожилиях и костях и только 10 % находится в коже.

Рассматривая значение белков в организме человека, отметим, что наиболее важны ферменты. Несмотря на то что они присутствуют в клетках в ничтожных количествах, эти соединения управляют многими химическими реакциями, происходящими в живом организме:

• мышечная деятельность;
• активность желез внутренней секреции;
• функционирование мозга;
• окислительные взаимодействия.

В небольшой бактерии содержатся сотни ферментов.

Специфика протеинов

Анализируя значение белков для живых организмов, заметим, что протеины - обязательный компонент живых клеток. В их составе могут быть разные химические элементы: водород, кислород, углерод, сера, азот. В некоторых белковых молекулах есть фосфор. Их основными азотсодержащими веществами считают аминокислоты.

Что понять, какое значение имеют белки в организме, отметим, что свойства макромолекул определяются составом и последовательностью расположения аминокислотных остатков.

Химический состав

Между ними образуются пептидные (амидные) связи. Помимо полимерных длинных цепочек, в белках обнаруживаются остатки иных органических соединений. На одном кольце амидной связи есть ацилированная либо свободная группа, другой оснащен амидированной или свободной карбоксильной частью.

Часть цепи, имеющая аминогруппу, именуется М-концом. Фрагмент с карбоксильной группой называют С-концом пептидной цепи.

Между амидным фрагментом одной пептидной группы и NH-куском второго вещества образуются водородные связи.

Те группы, которые включены в состав радикала R аминокислот, способны вступать во взаимодействие между собой, соседними молекулами, создавая различные сложные структуры.

В макромолекулах белка есть одна либо несколько пептидных цепей, которые связаны между собой химическими поперечными связями. Среди самых распространенных их видов - дисульфидные мостики, создаваемые остатками аминокислоты цистеина.

Структуры белков

Какие структуры имеют белки? Значение для организма данного класса органических веществ объясняется их возможностью образовывать несколько структур. Простейшая структура формируется при линейном встраивании аминокислотных фрагментов, соединяемых между собой амидными (пептидными) связями. В процессе образования водородных связей наблюдается закручивание в спирали пептидных цепей. Процесс сопровождается формированием большого количества водородных связей, завершается образованием максимально выгодной энергетической конфигурации.

Такую сложную структуру впервые обнаружил американский физик и химик Полинг, анализируя на основе рентгеновского анализа основной белок шерсти и волос - кератин.

Увиденную структуру он назвал а-спиралью (а-структурой).

На один ее виток приходится по 3,6-3,7 аминокислотных остатков, расстояние между которыми достигает 0,54 миллиардных доли метра.

Рассуждая над тем, каково значение белков для жизнедеятельности организма, отметим, что стабильность такой спирали объясняется водородными связями, образуемыми внутри молекулы. В случае растяжения макроструктуры происходит ее превращение в линейный вид.

Силы электростатического взаимодействия (притяжения и отталкивания) препятствуют формированию правильной структуры. Они появляются между аминокислотными группами. Также на этот процесс влияют пирролидиновые кольца, заставляющие пептидную цепочку прогибаться на отдельных участках.

Затем происходит ориентация отдельных участков белковой макромолекулы в пространстве, сопровождающаяся формированием сильноизогнутой, пространственной структуры. Своей устойчивостью она обязана взаимодействию радикалов R с аминокислотами, сопровождающемуся образованием дисульфидных мостиков, ионных пар, водородных связей. Именно она характеризует основные биологические и химические свойства белковых полимеров.

Классификация

В зависимости от особенностей пространственной структуры принято подразделять все белки на два класса:

• фибриллярные, выступающие в роли структурного материала;
• глобулярные, к которым относятся антитела, ферменты, гормоны.

У полипептидных цепей спиралевидная форма, закрепленная водородными внутримолекулярными связями. В волокнах этого класса пептидные закрученные цепочки находятся параллельно оси, ориентируясь друг на друга. Их близкое расположение позволяет формировать нитевидные структуры. Этим объясняется высокая степень асимметрии таких биополимеров.

Практически не растворяются в воде, образуя растворы высокой вязкости. К ним относятся белки, которые входят в состав покровных образований и тканей:

• миозин, относящийся к белку мышечных тканей;
• коллаген, составляющий основу кожных покровов и седиментационных тканей;
• креатин, содержащийся в роговых покровах, волосах, перьях, шерсти.

Представителем данного класса является фиброин - белок натурального шелка. Эта сиропообразная жидкость, затвердевающая на воздухе в нерастворимую прочную нить, является структурой, которая формируется с помощью водородных межмолекулярных связей. Именно это определяет высокую механическую прочность натурального шелка.

Отличаются изогнутой формой пептидных цепей. Глобулы имеют несущественную степень асимметрии, отличаются высокой растворимостью в воде, несущественной вязкостью образуемых растворов. Среди них можно отметить белки крови:

• альбумин;
• гемоглобин;
• глобулин.

Разделение белков на глобулярные и фибриллярные весьма условное, так как существует огромное количество макромолекул с промежуточной структурой.

Зависимость свойств

С чем связано такое большое значение белка в организме человека? Кратко можно отметить, что многообразие физических и химически свойств белковых молекул определяется разницей конфигураций полипептидных цепей, условиями образования пространственной структуры макромолекулы, которая будет влиять на его основные функции в организме. Количество аминокислотных остатков, которые включены в макромолекулы, колеблется в диапазоне от 51 (инсулин) до 140 (миоглобин).

Именно поэтому величина относительной составляет от нескольких тысяч до многих миллионов.

С помощью элементарного состава была установлена эмпирическая формула молекулы белка - гемоглобина крови. Гормоны и ферменты имеют менее сложную структуру. Так, у инсулина молекулярная масса составляет 6500, а у вируса гриппа - 320.000.000.

Особенности полипептидных молекул

К ним принято относить вещества белковой природы, которые имеют в своем составе остатки аминокислот, объединенных пептидными связями. Они обладают меньшим значением относительной молекулярной массы, степенью пространственной организации, чем белок.

При растворении в воде получается молекулярно-дисперсная система, являющая раствором высокомолекулярного соединения. Часть соединений выделяют в виде кристаллов: гемоглобин крови, белок куриного яйца.

Велико значение для организма белков, жиров, углеводов.

Полипептиды при пищеварительных процессах перевариваются до различных аминокислот. Они хорошо растворимы в воде, поэтому поступают через кровь ко всем клеткам и тканям организма.

Частично они расходуются на синтез специфичных для каждого организма белков, синтез гормонов, ферментов, иных биологически значимых веществ. Оставшиеся аминокислоты являются энергетическим материалом.

Функции

Выделяют следующие функции белковых молекул:

• каталитические (ферменты ускоряют протекание гидролиза);
• регуляторные (гормоны);
• защитные (тромбин, антитела);
• транспортные (церулоплазмин, гемоглобин).

Особое место занимает обмен белков. Значение обмена белков в организме нельзя описать одним предложением. Они являются основными компонентами корма животных, пищи человека. Обмен веществ основывается именно на непрерывно протекающих процессах их превращений, зависит от аминокислот, входящих в их состав.

Значимость витаминов

Рассуждая над тем, каково значение для организма белков, жиров, углеводов, поговорим о группе соединений, называемой витаминами.

Каждый из них обладает определенной функцией, незаменим для живого организма.

Витамин Е защищает клетки от негативного воздействия свободных радикалов. Он замедляет процессы старения, улучшает внешний вид ногтей, волос, кожи. Это соединение является средством профилактики тромбов в кровеносных сосудах.

Витамин А контролирует рост у детей и подростков, он оптимизирует обменные процессы во взрослом организме, поддерживает нормальное состояние слизистых оболочек.

Витамин В 12 воздействует на пищеварительные процессы, принимает участие в обмене веществ. Он существенно уменьшает риск появления анемии, способствует формированию выносливости, отвечает за тонус организма, систематизирует мозговые процессы.

Витамин Д - средство профилактики рахита у детей. Он улучшает усвоение кальция, положительно влияет на состояние крови, стимулирует сердечную деятельность, улучшает работу щитовидной железы, повышает иммунитет.

Витамин В6 оптимизирует процесс выработки аминокислот, усвоения белков. Это вещество стимулирует выработку гемоглобина и эритроцитов.

В1 стимулирует обменные процессы в живом организме. Этот витамин укрепляет нервную систему, оптимизирует деятельность сердечно-сосудистой системы.

РР регулирует деятельность желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы. Именно он контролирует выработку желудочного сока.

Витамин Н обеспечивает нормальный уровень полезной микрофлоры в кишечнике, он позитивно воздействует на состояние ногтей, волос, кожных покровов.

Аскорбиновая кислота - неотъемлемый элемент синтеза ферментов. Она поддерживает эластичность хрящевой и соединительной тканей, способствует усвоению железа организмом.

Витамин К отвечает за развитие костной ткани, свертываемость крови. Нехватка какого-либо из этих веществ негативно отражается на жизнедеятельности организма, приводит к ослаблению иммунитета, снижению работоспособности человека.

Липиды

Продолжим разговор о том, каково значение для организма белков, жиров, углеводов, витаминов. Самой «ненавистной» частью, по мнению представительниц женского пола, считаются жиры. Но без этих органических соединений организм не сможет полноценно функционировать, человек превратится в иссохший скелет, лишенный сил.

Липиды представляют собой соединения, которые состоят из жирных кислот и глицерина (многоатомного спирта). Они являются источником энергии, сопровождают процесс усвоения витаминов Е, Д, А.

Именно с этими органическими соединениями человек получает жирные незаменимые кислоты: линоленовую, линолевую, арахидоновую.

Без жиров невозможна передача нервных импульсов, так как они входят в состав клеточных мембран, оказывают влияние на их проницаемость.

Например, больше половины мозга составляют жиры, поступающие в организм с продуктами питания.

Ученые пришли к выводу, что для полноценной деятельности взрослому человеку необходимо 3,5-4 литра жира. Среди его основных функций отметим:

• контроль температуры тела;
• аккумулирование питательных веществ и энергии;
• защита от механических повреждений;
• фильтрация веществ, попадающих в организм;
• выработка гормонов, отвечающих за нормальную жизнедеятельность организма.

Кроме того, жиры помогают поддерживать внешнюю красоту, придают коже упругость, естественный блеск.

Принято подразделять их по происхождению на животные и растительные виды. К первой группе относят: сало, колбасные изделия, жирное мясо. Они при окислении частично превращаются в энергию, остальные накапливаются под кожей. При избытке таких кислот появляется значительное количество холестерина, развивается атеросклероз. Организм усваивает их медленно.

Растительные жиры обладают значительных количеством ненасыщенных органических кислот, которые быстро расщепляются в организме. Например, жирные кислоты Омега 3, Омега 6 нужны человеку для полноценного функционирования сердечно-сосудистой системы, предотвращения выработки холестерина.

Значение жиров для организма сравнимо с белками и углеводами. Ежедневно взрослый человек должен употреблять не менее 100 граммов жиров.

Заключение

При правильном составлении рациона можно рассчитывать на снабжение организма всеми необходимыми компонентами, не волнуясь за набор лишнего веса.

В настоящее время многие люди стараются следить за состоянием своего здоровья: физическими нагрузками, питанием, состоянием кожи. Для того чтобы быть успешным, обеспеченным, востребованным человеком, важно контролировать количество витаминов, белков, жиров, углеводов, употребляемых организмом. Все эти органические соединения выполняют важные функции, поэтому нельзя заменять одни другими.

Невозможно жить без воды, воздуха, а без белка организм вообще не сможет функционировать. В каждом органе и системе есть белок, какой необходим для роста и развития. Что мы едим, влияет на нас, какое количество витаминов, микроэлементов, полезных веществ попадает в организм, такое и здоровье нам обещается.

Функции белков разнообразны, каждый вид этого соединения в организме влияет на свою сферу обитания. Белок в организме человека принимает участие в процессах роста, что самое главное для полноценного развития, также обеспечивает процесс репликации молекулярных составов ДНК/РНК.

Хотите похудеть? Белок поможет скинуть вес, нарастить мышечную массу, отрастить волосы, сделать кожу шелковистой и ухоженной.

Определимся, что такое белок

Белок еще называют протеинами или полипептидами. Белок в организме человека - это органическое вещество, содержащее аминокислоты, которые соединяются в специфическую цепочку и образующие пептидные связи. В организме человека код белка определяется ДНК.

Белки подразделяются на множество видов, каждый может отличаться структурой и направленность. В основном, белок имеет 20 различных аминокислот в своем составе. 8 аминокислот не могут синтезироваться в организме, поэтому их пополнение ложиться полностью на пищу.

Эти 8 аминокислот носят название незаменимых, жизненно важных: валин, лейцин, изолейцин, метионин, триптофан, лизин, треонин, фенилаланин.

Функции белка для организма человека

В каждой клетке нашего организма есть белок, он необходим для многих процессов, происходящих в организме, в первую очередь для построения ДНК, для расщепления жиров. Рассмотрим основные функции белка:

• защитная функция организма объясняется работой иммунной система, которая при негативном воздействии начинает вырабатывать антитела, являющиеся также белками.
• особенную роль белок играет для свертываемости крови -фибриноген;
• белки транспортируют вещества, компоненты: например, гемоглобин, который переносит кислород;
• белок в организме человека питает плод в лоне матери: белок яйца - альбумин и белок молока - казеин называются резервными белками;
• гормоны - это тоже белки или продукт их соединительной цепочки;
• сокращение мышц в теле обеспечивается белками актином и миозином;
• чтобы организму построить соединительную ткань, необходим белок коллаген.

Белки или ферменты обеспечивают протекание таких процессов как дыхание, обмен веществ, пищеварение. Родопсин - это светочувствительный белок, обеспечивает зрительный процесс - изображение на сетчатке формируется с его помощью. Эластин - белок, которые позволяет работать кровеносным сосудам, содержится в стенках.

Разновидности белка и его польза

Источник поступления в организм разделяет белок на: растительный и животный. Многие задаются вопросом: что полезнее и безопаснее? Растительного происхождения белок быстрее и легче воспринимается организмом, но в потреблении белка животного происхождения пользы больше из-за увеличенного количества нужных организму компонентов.

Продукты, в которых содержится белок животного происхождения: мясо (говядина, кролик, телятина, свинина), рыба, молочные продукты, яйца. Продукты, в которых содержится белок растительного происхождения: злаки, цельнозерновые культуры, соя, орехи, бобовые (горох, фасоль, чечевица), фрукты - яблоки, груши, смородина. Чтобы польза от питания стала увеличиваться, лучше соединять во время одного приема пищи бобовые, мясомолочные продукты и зерновые культуры.

Если наблюдаются заболевание почек, почечная недостаточность, например, или нарушение работы печени, употребление белка стоит ограничить. Специальную диету прописывает врач, который детально порекомендует: как питаться, что лучше употреблять и в каких количествах.

Белок в организме человека особенно важен, если есть постоянные физические нагрузки, чтобы быстрее наращивать мышечную ткань. Также показано употреблять белок девушкам при похудении, чтобы калорий затрачивалось больше на переваривание, чем при получении от белковой пищи.

Среди строителей собственных мышц распространено мнение – “чем больше белка, тем лучше” и часто такие люди, не проводя подсчетов, употребляют максимально возможное количество белковых продуктов и добавок. Что говорят ученые о чрезмерном количестве белка в организме – может ли это навредить?

Норма потребления белка

Для начала следует напомнить официальные рекомендации по потреблению белка. Например, в руководстве по спортивному питанию NSCA для набора сухой мышечной массы рекомендуется кроме умеренного избытка калорий (10-15% выше нормы) потреблять 1,3-2 г/ кг массы тела в день .

А при активном фазе снижения процента жира норму потребления белка ученые рекомендуют даже увеличить – до 1,8-2 граммов / кг массы тела в день. Причем, чем ниже процент жира (например, при подготовке к соревнованиям), тем выше требования к потреблению белка. Если цель - снижение процента жира до очень низких значений, рекомендуется увеличить потребление белка до 2,3-3,1 г белка на 1 кг массы тела в сутки .

Давайте теперь узнаем, что происходит с нашим телом при больших объемах потребления белка.

Избыток белка и почки

Не задавайтесь подобным вопросом, если у вас здоровые почки, и контролируйте потребление белка, если они больны. Самый разумный подход – постепенно наращивать потребление белка до более высокого уровня в рационе, а не «прыгать двумя ногами одновременно».

Как правило, при повышенном употреблении белка рекомендуется пить больше воды . Один из доводов – уменьшение риска появления камней в почках. Однако пока нет внятного научного обоснования, почему так следует делать, но возможно это разумный подход.

Наблюдения за ведущими активный образ жизни спортсменами-мужчинами и измерение уровня мочевины, креатинина и альбумина в моче показали, что в диапазоне приема белка от 1,28 до 2,8 г/кг веса тела (то есть на уровне рекомендаций, описанных выше) никаких существенных изменений не наблюдалось (1). Впрочем, этот эксперимент продолжался всего 7 дней.

Другое исследование (2) также не показало ассоциаций между количеством потребляемого белка и здоровьем почек (у женщин в постменопаузальный период).

Исследование с участием медсестер (3) подтверждает полученные результаты. Но при этом позволяет предположить, что данные о безвредности белка не относятся к случаям заболевания почечной недостаточностью и другим болезням почек, а также, что немолочные белки животного происхождения могут быть оказаться более опасными для организма, чем другие белки .

Существует предположение, что потребление белка приводит к функциональным изменениям в почках (4). Белок может влиять на работу почек (5,6), поэтому при его употреблении существует вероятность их повреждения . Наиболее выраженные результаты были получены в ходе экспериментов на мышах (белок составлял от 10-15% до 35-45% суточного рациона за раз) (7,8).

Также в ходе одного исследования (9) с участием здоровых людей было выявлено, что удвоение объема потребляемого белка (от 1,2 до 2,4 г/кг веса тела) приводит к превышению нормы показателей белкового метаболизма в крови. Была отмечена тенденция к адаптации организма – увеличению скорости клубочковой фильтрации, но этого было не достаточно, чтобы привести к норме показатели мочевой кислоты и мочевины крови в течение 7 дней (9).

Все эти исследования, прежде всего, говорят о том, что слишком много белка приводят к слишком быстрым изменениям, а процесс постепенного наращивания объемов не ухудшает почечную функцию (10). Это значит, что целесообразнее постепенно менять объем потребления белка на протяжении относительно длительного времени.

Людям с заболеваниями почек рекомендуется использовать диеты с ограниченным употреблением белка , так как это позволит замедлить неизбежное, казалось бы, ухудшение состояния (11,12). Отсутствие контроля за потреблением белка у пациентов с заболеваниями почек ускоряет (или, как минимум, не замедляет) процесс ухудшения их работы (3).

Избыток белка и печень

Нет никаких оснований считать, что нормальные объемы потребления белка, являющегося часть обычного рациона, могут быть вредными для печени здоровых крыс и людей. Однако, существуют данные предварительных исследований, согласно которым, очень большие количества белка после достаточно длительной голодовки (более 48 часов) могут привести к острой травме печени .

При лечении заболеваний печени (цирроз) рекомендуют уменьшать потребление белка , так как он является причиной накопления аммиака в крови (13,14), что вносит свой негативный вклад в развитие печеночной энцефалопатии (15).

Как минимум, на одной животной модели было показано, что повреждения печени развиваются при цикличном чередовании 5-дневных периодов достаточного потребления белка и периодов белкового дефицита (16). Сходный эффект наблюдался при потреблении пищи, содержащей 40-50% казеина, после 48-часового голодания (17). В ходе исследований на животных (18,19) были получены предварительные доказательства того, что повышенное потребление белка (35-50%) в момент возобновления кормления после 48-часового голодания может нанести вред печени. Более короткие периоды голодания не рассматривались.

Аминокислоты – это кислоты, не так ли?

Напоминаем, что белки – это сложные органические соединения, состоящие из более мелких “кирпичиков” – аминокислот. Собственно, на аминокислоты расщепляются потребляемые в пищу белки.

Теоретически можно доказать вред аминокислот за счет их избыточной кислотности. Но клинической проблемой это не является: их кислотность слишком мала, чтобы причинить какие-либо неприятности.

Почитайте, как наше тело регулирует баланс кислотности / содержания щелочи в тексте “ “.

Избыток белка и минеральная плотность костной ткани

Анализ крупного обзорного исследования не дает никакой связи между потреблением белка и риском переломов костей (показатель их здоровья) . Исключением является ситуация, когда на фоне повышенной дозы белка в рационе общее потребление кальция падает ниже уровня 400 мг/1000 ккал ежедневно (хотя отношение рисков было довольно слабым и составило 1,51 при сравнении с самой высокой квартилью) (26). В других исследованиях сходной корреляции выявить не удалось, хотя логически этого следовало бы ожидать (27,28).

Соевый белок, похоже, сам по себе обладает дополнительным защитным эффектом для костной ткани у женщин в постменопаузе, что может быть связано с содержанием в сое изофлавонов (30).

Роль силовых тренировок

Как ни смешно, но есть исследование на эту тему на крысах. Грызуны подвергались резкому воздействию значительных доз белка в рационе, в результате чего у них наблюдалось ухудшение работы почек.

Но «тренировки с отягощениями» (видимо, одну из групп крыс “нагружали” физически) уменьшали у некоторых из них негативный эффект и оказывали защитные действие (8).

Упомянутые исследования:

1. Poortmans JR, Dellalieux O Do regular high protein diets have potential health risks on kidney function in athletes . Int J Sport Nutr Exerc Metab. (2000)
2. Beasley JM, et al Higher biomarker-calibrated protein intake is not associated with impaired renal function in postmenopausal women . J Nutr. (2011)
3. Knight EL, et al The impact of protein intake on renal function decline in women with normal renal function or mild renal insufficiency . Ann Intern Med. (2003)
4. Brändle E, Sieberth HG, Hautmann RE Effect of chronic dietary protein intake on the renal function in healthy subjects . Eur J Clin Nutr. (1996)
5. King AJ, Levey AS Dietary protein and renal function . J Am Soc Nephrol. (1993)
6. Dietary protein intake and renal function
7. Wakefield AP, et al A diet with 35% of energy from protein leads to kidney damage in female Sprague-Dawley rats . Br J Nutr. (2011)
8. Aparicio VA, et al Effects of high-whey-protein intake and resistance training on renal, bone and metabolic parameters in rats . Br J Nutr. (2011)
9. Frank H, et al Effect of short-term high-protein compared with normal-protein diets on renal hemodynamics and associated variables in healthy young men . Am J Clin Nutr. (2009)
10. Wiegmann TB, et al Controlled changes in chronic dietary protein intake do not change glomerular filtration rate . Am J Kidney Dis. (1990)
11. Levey AS, et al Effects of dietary protein restriction on the progression of advanced renal disease in the Modification of Diet in Renal Disease Study . Am J Kidney Dis. (1996)
12. }