Что является основным строительным материалом клеток организма

Что является основным строительным материалом клеток организма

Белок (часть 1). Белки являются основным строительным материалом для организма, для работы мышц и иммунной системы.

Белок (часть 1)
⠀ Белки являются основным строительным материалом для организма, для работы мышц и иммунной системы. Белки входят в состав всех клеток организма человека и участвуют во всех этапах обмена веществ.
⠀Белки бывают животного и растительного происхождения. В пищеварительном тракте белки при помощи ферментов расщепляются на аминокислоты, из которых потом организм строит «собственные» белки. Основных аминокислот двадцать две. Причем девять из них организм не может вырабатывать самостоятельно и получает их только с пищей.
⠀
⠀1 грамм белка обеспечивает организму 4 ккал.
⠀Усвояемость животных и растительных белков различна:
– так на 98% усваиваются белки, содержащиеся в яйцах и молочных продуктах,
– на 90% — белки рыбы,
– на 70% — белки мяса и птицы,
– на 50% — белки зерновых,
– на 45% — белки бобовых и овощей.
Из-за низкой усвояемости растительных белков и отсутствия в них незаменимых аминокислот, люди, которые полностью отказываются от белков животного происхождения (мяса, рыбы, яиц, молочных продуктов), испытывают недостаток полноценных белков. ⠀Суточная норма потребления белка должна составлять для взрослого человека 1 грамм на 1 килограмм веса. Причем от 70 до 80% должны составлять белки животного происхождения.
Необходимо помнить о функции белков в организме, а они очень важны! В первую очередь это:
– защитная функция– в ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов образуются особые белки – антитела, способные связывать и обезвреживать их. Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений;
– структурная (строительная) – коллаген придает упругость соединительной ткани;
– каталитическая– ферменты, они обладают специфическими каталитическими свойствами, то есть каждый фермент катализирует одну или несколько сходных реакций, например пепсин, расщепляет белки в процессе пищеварения. Известно около 4000 реакций, катализируемых белками;
– транспортная – гемоглобин переносит кислород и транспортирует его ко всем тканям и органам;
– регуляторная – инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, гормон роста усиливает рост организма.
⠀⠀Присутствуют ли в вашем рационе белки, какие? Делитесь в комментариях.

Главный врач Николаева И.Е.

Заместитель главного врача по мед.части Ермолаев Е.Н.

Заместитель главного врача по ОМР Камалова В.Р.

Источник

Белок: Строительный материал для нашего организма.

Насколько важен белок для нашего организма?

Белок, по-другому называют также протеин, считается наряду с жирами и углеводами главным веществом нашего организма, без которого дальнейшее существование живых существ невозможно. В организме он выполняет разнообразные функции, начиная от формирования структуры клеток и заканчивая защитой организма от инфекции и образование энергии.

Что же такое белок и каковы его задачи и функции?

Белок представляет собой высокомолекулярное соединение из аминокислот. В организмах живых существ аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе принимают участие в основном 20 стандартных аминокислот.

Организм получает его из продуктов питания, который в процессе пищеварения разрушается пищеварительными ферментами до аминокислот, которые в дальнейшем участвуют в строительстве необходимых организму собственных белков или подвергаются дальнейшему распаду с образованием энергии.

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

Немного из истории.

Еще в 18 веке белки были выделены в отдельный класс биологических молекул в результате проведенных работ французского химика Антуана де Фуркруа, который обнаружил свойства белков к денатурации (сворачиванию) под воздействием нагревания или кислот. В те времена были изучены белок альбумин (из яиц), фибрин (из крови) и глютен (из пшеницы).

В начале 19 века химиками было обнаружено, что при распаде (гидролизе) белков образуются аминокислоты, некоторые из них (глицин и лейцин) были охарактеризованы уже в то время. В середине 19 века голландский химик Геррит Мульдер на основании проведенного им химического анализа белков выдвинул теорию, согласно которой практически все белки имеют сходную первичную химическую единицу-протеин, а свою теорию он назвал “теория протеина”.

Согласно ей, каждый белок состоит из нескольких протеиновых единиц, серы и фосфора. В дальнейшем она подвергалась множественной критике по мере изучения и в 1880-х годах русский ученый А.Я. Данилевский отметил существование пептидных групп CO-NH в молекуле белка. Это помогло в начале 20-го века немецкому ученому Эмилю Фишеру доказать теорию, что в состав белков входят аминокислоты, соединенные между собой пептидной связью. Так была представлена первичная структура белка.

Но биологическое значение белка для организма была доказана лишь в 1926 году американским химиком Джеймсом Самнером, которые доказал, что фермент уреаза является белком. В ходе дальнейших исследований ученым удалось представить миру также вторичную, третичную и четвертичную структуры белка и доказать, что белок представляет собой именно последовательность соединенных аминокислот, а не разветвленную из них цепь. На момент 2012 года банк данных об этих веществах содержал в себе информацию о 87000 структур, исследования которых продолжаются до сих пор.

Аминокислоты — основа белка.

Как мы уже говорили выше, белки состоят из аминокислот. Аминокислоты представляют собой связь из углерода, водорода, кислорода и азота. К молекуле некоторых аминокислот присоединяется еще и сера. В природе существует более 100 различных аминокислот, из которых человеком используется только 20, кодируемые генетическим кодом. Ученые обозначают их как «протеиновые” аминокислоты. Некоторые из этих аминокислот человек может продуцировать сам, а другие должен получать из продуктов питания каждый день, поскольку он не может сам их производить и они являются для него жизненно необходимыми.

Таким образом, исходя из этого, все аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые. Первые человеческий организм синтезирует сам, а вторые получает из продуктов питания. Еще выделяют условно-заменимые аминокислоты, которые могут синтезироваться в организме лишь при достаточном количестве других аминокислот.

К незаменимым аминокислотами относятся:

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

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

Основные важные функции белков.

Функции белков в организме различны и поэтому выделяют различные их виды:

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

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

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

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

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

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

Ежедневная потребность в белке.

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

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

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

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

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

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

Продукты питания, богатые белками.

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

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

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

Для легкого счета полезно знать, что:

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

Дефицит белка — от чего он зависит?

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

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

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

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

-нарушение нейроэндокринной регуляции.

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

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

Повреждает ли белок почки?

Многие люди употребляют больше белка, чем им необходимо для нормального существования. Для здорового организма это в принципе не вредно для здоровья. Организм перерабатывает лишний белок в жир или сахар. Конечным продуктом этих процессов является мочевина, которую организм выделяет с мочой. При нормальном питании в день выделяется почти 13-33г мочевины.

Если же работа почек нарушена, то мочевина с мочой не выходит, а остается в крови, вызывая соответствующие симптомы- головокружение, тошнота, рвота, общая слабость, боли в животе. Поэтому люди, которые страдают заболеванием почек, должны в первую очередь посоветоваться с врачом по поводу того, сколько в день им необходимо употреблять белка, чтобы не ухудшить свое состояние. Если же с почками все в порядке, то мочевина просто выйдет с мочой.

Но все же вопрос о том, разрушает ли белок почки, до сих пор остается спорным и ученые не могут на него ответить однозначно.

Азотистый баланс — положительный и отрицательный.

Говоря о белках, нельзя не остановиться на азотистом балансе. Азотистый баланс представляет собой соотношение количества азота, поступившего в организм, и количества азота, выведенного из организма.

Поскольку основным источником азота является белок, то под азотистым балансом можно понимать соотношение поступившего и разрушенного белка.

В норме в природе существует равновесие и человеческий организм к нему стремиться (гомеостаз). То есть количество потребленного белка равно количеству разрушенного белка. Это то состояние, когда с вашим организмом ничего не происходит, он не худеет, но и не полнее.

Если же количество потребляемого азот выше, чем количество выделенного из организма, то говорят о положительном азотистом балансе. Т.е. процессы образования белка (анаболизм) преобладает над процессом его разрушения (катаболизм). Такое встречается при росте человека, когда увеличивается его мышечная масса.

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

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

Источник

Daily-menu.ru

Белки (протеины) – главный строительный материал для тела

Белки являются высокомолекулярными природными азотсодержащими соединениями, состоящими из аминокислот. В природе существует порядка полутора сотен различных аминокислот, но лишь 20 из них содержатся в пищевых веществах, употребляемых человеком. Белки являются важнейшей составляющей частью здорового рациона.

Ключевой химический элемент белков – азот, который используется растениями для биосинтеза собственных растительных белков. Животные, питаясь растительной пищей, преобразуют полученный растительный белок в свой, животный. Человек, съедая растительную и животную пищу, трансформирует полученные с ней белки в элементы тканей своего тела.

Это происходит за счет расщепления белков до составляющих их аминокислот, а потом, в соответствии с генной информацией из этих аминокислот строятся ткани и клетки организма. Часть аминокислот может синтезироваться в теле человека, при расщеплении различных тканей. Среди 20 аминокислот, используемых человеком в питании, есть ряд незаменимых, т.е. таких, которые в организме человека не синтезируются.

Недостаток белка в питании, особенно в детском и юношеском возрасте, приводит к выраженной задержке не только в физическом, но и психическом развитии. Точно так же недостаток белка недопустим в период беременности и кормления у женщин.

Основные источники белка – молоко и молочные продукты, мясо, рыба, морепродукты, бобовые и зерновые. В процессе переваривания белок расщепляется на отдельные аминокислоты, которые всасываются в кровь, распространяются по организму и выполняют свои функции.

Функции белка в организме

Белки выполняют в организме человека широкий спектр задач. Среди них следующие:

1. Строительная – пластические нужды организма. К строительным белкам относят кератин волос, фибриллы мышц, эластичность сухожилий. В среднем за 70 лет жизни полное обновление белка в организме человека происходит около 200 раз.

2. Регуляторная – обеспечение производства гормонов. Гормоны – это белки, которые управляют работой организма.

Например, поджелудочная железа вырабатывает инсулин, который регулирует и поддерживает стабильный уровень сахара в крови. Избыток инсулина поступает в печень, где превращается в гликоген, а при недостатке у человека формируется сахарный диабет.

Гипофиз производит гормон роста окситоцин.

Щитовидная железа – тироксин, отвечающий за интенсивность основного обмена.

3. Каталитическая – выработка ферментов. Ферменты – это белковые катализаторы, присутствующие во всех живых клетках. Почти все биохимические реакции, протекающие организме и составляющие обмен веществ, катализируются соответствующими ферментами. Ферменты играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности, направляя и регулируя обмен веществ.

4. Сократительная – ее выполняет белок мышц миозин, являющийся одним из главных компонентов сократительных волокон мышц — миофибрилл. Составляет 40—60 % общего количества мышечных белков.

5. Транспортная – обеспечивается гемоглобином, который является сложным железосодержащим белком. Главная функция гемоглобина состоит в переносе кислорода к органам и тканям организма.

7. Энергетическая – белки способны высвобождать энергию в процессе окисления (4 ккал на 1 грамм белка). Но все предыдущие функции белка по значимости гораздо выше энергетической, поэтому не стоит доводить организм до необходимости использования высокоценных белков для энергетических нужд.

Суточная потребность в белке

— Во время тренировки происходит неизбежный распад отдельных мышечных структур, для их восстановления требуются аминокислоты.

— Во время паузы между тренировками организм спортсмена приспосабливается к повышенным нагрузкам путем строительства новой мускулатуры, а высокое содержание протеина в мышцах приводит к более сильным мышечным сокращением, что позволяет спортсмену прогрессировать в своих спортивных показателях.

За счет белков животного происхождения необходимо получать не менее 50% суточной потребности, при этом в суточной калорийности общая доля белка составляет порядка 10-20%. Этот минимум не может быть заменен ни жирами, ни углеводами, поскольку они не содержат азота и не могут превращаться в белки. Полное исключение белков из рациона приведет к распаду собственных тканевых белков организма.

Если количество белка в рационе несистематически и незначительно превышает необходимое для поддержания азотистого баланса, то вреда от этого не будет. Избыток аминокислот в таком случае будет использоваться, как источник энергии.

Однако, при отсутствии интенсивных физических нагрузок потребление более 2 г белка на килограмм веса может привести к неблагоприятным последствиям, особенно в случае соблюдения низкоуглеводных диет.

При повышенном потреблении белка особую значимость приобретает соблюдение оптимального питьевого режима. Количество необходимой организму чистой воды повышается.

Но проблемы, связанные с избытком белка, встречаются редко. В обычном рационе человека чаще всего полноценного белка не хватает.

Не все белки одинаково полезны

Важно не только количество потребляемого белка, но и его качество, т.е. полноценность аминокислотного состава. Пищевая ценность белка определяется набором аминокислот, входящих в продукт. Все аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые. Современной науке известно 9 незаменимых аминокислот. Две из них, треонин и лизин, абсолютно незаменимы. Они в организме человека вообще не синтезируются. При недостатке других аминокислот организм способен их синтезировать из треонина и лизина, хотя это и непродуктивно для организма.

Белок животного происхождения, обладая полным комплектом аминокислотных составляющих, обогащает растительные белки незаменимыми аминокислотами. Не получая животного белка, мы недополучаем незаменимые аминокислоты. Недостаточность аминокислотной полноценности приводит к недостаточной выработке каталитических и регуляторных белков, а именно – ферментов и гормонов. А это ведет к различным нарушениям здоровья. Нехватка белков вызывает отрицательный азотистый баланс, замедление основного обмена веществ, роста тканей. Для детей это особенно опасно, т.к недостаток белка замедляет рост и развитие тела ребенка.

Для вегетарианцев, исключающих животные белки из рациона, работает правило минимума. Оно гласит, что образование собственного белка в организме напрямую зависит от той незаменимой аминокислоты, которая поступает в организм в минимальном количестве.

Кулинарная обработка

На биологическую ценность белка влияют способы кулинарной обработки. Зажаренное до корочки мясо имеет огромное количество разрушенных аминокислот. Многократная заморозка-разморозка также приводит к снижению ценности аминокислот. Для сохранности аминокислотного состава предпочтительней белковую пищу запекать, тушить, варить или готовить на пару. Жарка в масле – это жесткая термообработка. За счет высокой температуры белок подвергается большим изменениям, образуется много вторичных продуктов распада, соединения аминокислот становятся канцерогенными. Если вы никак не можете обойтись без жареного мяса – лучше предпочесть приготовление на углях или гриле.

Питайтесь сбалансированно и полноценно, берегите свое здоровье!

Источник