Роль и функции белков в организме человека: биологическая ценность и недостаток в питании, как усваивается

История открытия

Процесс изучения белков берет свое начало в XVIII веке, когда группа ученых во главе с французским химиком Антуаном Франсуа де Фуркруа исследовали альбумин, фибрин, глютен. В результате данных работ протеины были обобщены и выделены в отдельный класс.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

В 1926 году американский ученый Джеймс Самнер в ходе исследований обнаружил, что вырабатываемый в организме фермент уреаза относится к белкам. Это открытие сделало переворот в мире науки и привело к осознанию, насколько важную роль играют протеины для жизни человека. В 1949 году английский биохимик Фред Сенгер экспериментально вывел аминокислотную последовательность гормона инсулина, чем подтвердил правильность мышления, что белки представляют собой линейные полимеры аминокислот.

В 1960 годах впервые на основании дифракции рентгеновских лучей получены пространственные структуры протеинов на атомарном уровне. При этом, изучение данного высокомолекулярного органического соединения продолжается по сей день.

Белки: общее понятие

С точки зрения химического строения, молекула рассматриваемого вещества представляет собой последовательность аминокислот, соединенных между собой пептидными связями.

Каждая аминокислота имеет две функциональные группы:

  • карбоксильную -СООН;
  • амино-группу -NH2.

Роль и функции белков в организме человека: биологическая ценность и недостаток в питании, как усваивается

Именно между ними и происходит формирование связи в разных молекулах. Таким образом, пептидная связь имеет вид -СО-NH. Молекула белка может содержать сотни и тысячи таких группировок, это будет зависеть от конкретного вещества. Виды белков очень разнообразны. Среди них есть и те, которые содержат незаменимые для организма аминокислоты, а значит должны поступать в организм с пищевыми продуктами.

Существуют такие разновидности, которые выполняют важные функции в мембране клетки и ее цитоплазме. Также выделяют катализаторы биологической природы – ферменты, которые тоже являются белковыми молекулами. Они широко используются и в быту человека, а не только участвуют в биохимических процессах живых существ.

Молекулярная масса рассматриваемых соединений может колебаться от нескольких десятков до миллионов. Ведь количество мономерных звеньев в большой полипептидной цепи неограниченно и зависит от типа конкретного вещества. Белок в чистом виде, в его нативной конформации, можно увидеть при рассмотрении куриного яйца в сыром виде.

Однако не все рассматриваемые соединения имеют одинаковое пространственное строение. Всего выделяют четыре организации молекулы. Виды структур белка определяют его свойства и говорят о сложности строения. Также известно, что более пространственно запутанные молекулы подвергаются тщательной переработке в организме человека и животных.

Виды структур белка

Всего их выделяют четыре. Рассмотрим, что собой представляет каждая из них.

  1. Первичная. Представляет собой обычную линейную последовательность аминокислот, соединенных пептидными связями. Никаких пространственных закручиваний, спирализации нет. Количество входящих в полипептид звеньев может доходить до нескольких тысяч. Виды белков с подобной структурой – глицилаланин, инсулин, гистоны, эластин и другие.
  2. Вторичная. Представляет собой две полипептидные цепи, которые скручиваются в виде спирали и ориентируются по направлению друг к другу образованными витками. При этом между ними возникают водородные связи, удерживающие их вместе. Так формируется единая белковая молекула. Виды белков такого типа следующие: лизоцим, пепсин и другие.
  3. Третичная конформация. Представляет собой плотно упакованную и компактно собранную в клубок вторичную структуру. Здесь появляются другие типы взаимодействия, помимо водородных связей – это и ван-дер-ваальсово взаимодействие и силы электростатического притяжения, гидрофильно-гидрофобный контакт. Примеры структур – альбумин, фиброин, белок шелка и прочие.
  4. Четвертичная. Самая сложная структура, представляющая собой несколько полипептидных цепей, скрученных в спираль, свернутых в клубок и объединенных все вместе в глобулу. Такие примеры, как инсулин, ферритин, гемоглобин, коллаген, иллюстрируют собой как раз такую конформацию белков.

Если рассматривать все приведенные структуры молекул детально с химической точки зрения, то анализ займет много времени. Ведь на самом деле чем выше конфигурация, тем сложнее и запутаннее ее строение, тем больше типов взаимодействий наблюдается в молекуле.

Основные структурные единицы белков – аминокислоты, состоящие из аминогрупп (NH2) и карбоксильных остатков (СООН). В ряде случаев, «азотводородные» радикалы, связаны с ионами углерода, от числа и расположения которых зависят специфические характеристики пептидных веществ. При этом, позиция углерода по отношению к аминогруппе подчеркивается в названии специальной «приставкой»: альфа-, бета-, гамма.

Для белков структурными единицами выступают альфа – аминокислоты, поскольку только они, при удлинении полипептидной цепи, придают протеиновым фрагментам дополнительную устойчивость и прочность. Соединения данного вида встречаются в природе в виде двух форм: L и D (кроме глицина). При этом, элементы первого типа входят в состав протеинов живых организмов, вырабатываемых животными и растениями, а вторые – в структуры пептидов, образующихся путём нерибосомного синтеза в грибах и бактериях.

«Стройматериал» для белков связывается между собой полипептидной связью, которая образуется путём соединения одной аминокислоты с карбоксилом другой аминокислоты. Короткие структуры принято называть пептидами или олигопептидами (молекулярный вес 3 400 – 10 000 дальтон), а длинные, состоящие более чем из 50 аминокислот, полипептидами.

Различают четыре уровня организации протеинов:

  1. Первичная – линейная последовательность аминокислотных остатков, соединённых между собой прочной полипептидной связью.
  2. Вторичная – упорядоченная организация белковых фрагментов в пространстве в спиральную или складчатую конформацию.
  3. Третичная – способ пространственной укладки спиральной полипептидной цепи, путём свёртывания вторичной структуры в клубок.
  4. Четвертичная – сборный белок (олигомер), который образуется при взаимодействии нескольких полипептидных цепей третичной структуры.

По форме строения белки разделяют на 3 группы:

  • фибриллярные;
  • глобулярные;
  • мембранные.

Первый тип протеинов – нитевидные молекулы с поперечными связями, формирующие продолжительные волокна или слоистые структуры. Учитывая, что фибриллярные белки характеризуются высокой механической прочностью, они выполняют в организме защитные и структурные функции. Типичные представители данных протеинов – кератины волос и коллагены тканей.

Глобулярные белки состоят из одной или нескольких полипептидных цепей, свёрнутых в компактную структуру эллипсоидной формы. К данному типу протеинов относят ферменты, транспортные компоненты крови, белки тканей.

Мембранные соединения – полипептидные структуры, которые встроены в оболочку клеточных органелл. Данные вещества выполняют функцию рецепторов, пропуская через поверхность необходимые молекулы и специфичные сигналы.

На сегодняшний день, насчитывается огромное разнообразие белковых структур, определяемое числом входящих в них аминокислотных остатков, пространственной структурой и последовательностью их расположения.

Физические и химические свойства

Роль и функции белков в организме человека: биологическая ценность и недостаток в питании, как усваивается

Пространственная структура и аминокислотный состав каждого белка определяют его характерные физико-химические свойства.

Белки – твёрдые вещества, при взаимодействии с водой образуют коллоидные растворы. В водных эмульсиях протеины присутствуют в виде заряженных частиц, поскольку в состав входят полярные и ионные группировки (–NH2, –SH, –COOH, –OH). При этом, заряд белковой молекулы зависит от соотношения карбоксильных (–СООН), аминных (NH) остатков и рН среды.

Некоторые вещества содержат значительное количество диаминокислот (гистидина, лизина, аргинина), ввиду чего они ведут себя в жидкостях как белки-катионы. В водных растворах вещество устойчиво за счет взаимного отталкивания частиц с одноимёнными зарядами. Однако изменение рН среды влечёт за собой количественную модификацию ионизированных групп в протеине.

В кислой среде распад карбоксильных групп подавляется, что ведёт к снижению отрицательного потенциала белковой частицы. В щелочи, наоборот, замедляется ионизация аминных остатков, вследствие чего положительный заряд протеина уменьшается. При определённом показателе рН, так называемом изоэлектрической точке, щелочная диссоциация эквивалентна кислотной, вследствие чего белковые частицы агрегируют и выпадают в осадок. У большинства пептидов данная величина находится в слабокислой среде. Однако встречаются структуры с резким преобладанием щелочных свойств.

В изоэлектирческой точке белки неустойчивы в растворах, и как следствие, легко свёртываются при нагревании. При добавлении кислоты или щёлочи к протеину, выпавшему в осадок, происходит перезарядка молекул, после чего соединение вновь растворяется. Однако, белки сохраняют характерные свойства только при определённых параметрах рН среды.

Протеины дают цветное окрашивание в ходе реакций гидролиза. При соединении пептидного раствора с сульфатом меди и щёлочью появляется сиреневый окрас (биуретовая реакция), при нагревании белков в азотной кислоте – жёлтый оттенок (ксантопротеиновая реакция), при взаимодействии с азотнокислым раствором ртути – малиновый цвет (реакция Милона). Данные исследования используют для обнаружения протеиновых структур различного типа.

Денатурация белковых молекул

Одним из самых важных химических свойств полипептидов является их способность разрушаться под влиянием определенных условий или химических агентов. Так, например, широко распространены разные виды денатурации белков. Что это за процесс? Он заключается в разрушении нативной структуры белка. То есть если изначально молекула имела третичную структуру, то после действия специальными агентами она разрушится.

Какие реагенты способны привести к процессу разрушения конформации? Таких несколько.

  1. Температура. При нагревании происходит постепенное разрушение четвертичной, третичной, вторичной структуры молекулы. Зрительно это можно наблюдать, например, при жарке обычного куриного яйца. Образующийся “белок” – это первичная структура полипептида альбумина, который был в сыром продукте.
  2. Радиация.
  3. Действие сильными химическими агентами: кислотами, щелочами, солями тяжелых металлов, растворителями (например, спиртами, эфирами, бензолом и прочими).

Данный процесс иногда еще называют плавлением молекулы. Виды денатурации белков зависят от агента, при действии которого она наступила. При этом в некоторых случаях имеет место процесс, обратный рассмотренному. Это ренатурация. Не все белки способны восстанавливать обратно свою структуру, однако значительная их часть может это делать. Так, химики из Австралии и Америки осуществили ренатурацию вареного куриного яйца при помощи некоторых реагентов и способа центрифугирования.

Этот процесс имеет значение для живых организмов при синтезе полипептидных цепочек рибосомами и рРНК в клетках.

Наравне с денатурацией, для белков характерно еще одно химическое свойство – гидролиз. Это также разрушение нативной конформации, но не до первичной структуры, а полностью до отдельных аминокислот. Важная часть пищеварения – гидролиз белка. Виды гидролиза полипептидов следующие.

  1. Химический. Основан на действии кислот или щелочей.
  2. Биологический или ферментативный.

Однако суть процесса остается неизменной и не зависит от того, какие виды гидролиза белков имеют место быть. В результате образуются аминокислоты, которые транспортируются по всем клеткам, органам и тканям. Дальнейшее их преобразование заключается в участии синтеза новых полипептидов, уже тех, что необходимы конкретному организму.

В промышленности процесс гидролиза белковых молекул используют как раз для получения нужных аминокислот.

Белки – класс высокомолекулярных азотосодержащих соединений, функциональная и структурная «основа» жизнедеятельности человека. Учитывая, что протеины «отвечают» за построение клеток, тканей, органов, синтез гемоглобина, ферментов, пептидных гормонов, нормальное протекание обменных реакций, их недостаток в пищевом рационе приводит к нарушению функционирования всех систем организма.

Симптомы белковой недостаточности:

  • гипотония и дистрофия мышц;
  • снижение трудоспособности;
  • уменьшение толщины кожной складки, особенно над трёхглавой мышцей плеча;
  • резкое похудение;
  • психическая и физическая утомляемость;
  • отёки (скрытые, а затем явные);
  • зябкость;
  • потеря тургора кожи, вследствие чего она становится сухой, дряблой, вялой, морщинистой;
  • ухудшение функционального состояния волос (выпадение, истончение, сухость);
  • снижение аппетита;
  • плохое заживление ран;
  • постоянное ощущение голода или жажды;
  • нарушение когнитивных функций (памяти, внимания);
  • отсутствие прибавки в весе (у детей).

Вследствие этого пациенты чаще болеют респираторными заболеваниями, пневмониями, гастроэнтеритами, патологиями мочеполовых органов. При продолжительной нехватке азотистых соединений развивается тяжёлая форма белково-энергетической недостаточности, сопровождающаяся снижением объёма миокарда, атрофией подкожной клетчатки, западением межреберий.

Последствия тяжёлой формы дефицита белка:

  • замедление пульса;
  • ухудшение усвоения белка и других веществ, вследствие неадекватного синтеза ферментов;
  • уменьшение объёма сердца;
  • анемия;
  • нарушение имплантации яйцеклетки;
  • задержка роста (у новорожденных);
  • функциональные расстройства желёз внутренней секреции;
  • гормональный сбой;
  • иммунодефицитные состояния;
  • обострение воспалительных процессов, вследствие нарушения синтеза защитных факторов (интерферона и лизоцима);
  • снижение интенсивности дыхания.

Роль и функции белков в организме человека: биологическая ценность и недостаток в питании, как усваивается

Различают две формы белковой нехватки у детей:

  1. Маразм (сухая протеиновая недостаточность). Данное заболевание характеризуется выраженной атрофией мышц и подкожной клетчатки (ввиду утилизации белка), задержкой роста, снижением массы тела. При этом отёчность, явная или скрытая, в 95% случаев отсутствует.
  2. Квашиоркор (изолированная белковая недостаточность). На начальной стадии у ребёнка наблюдается апатия, раздражительность, вялость. Затем отмечаются задержка роста, гипотония мышц, жировая дистрофия печени, уменьшение тургора тканей. Наряду с этим появляются отёки, маскирующие снижение массы тела, гиперпигментация кожного покрова, шелушение отдельных участков тела, истончение волос. Часто при синдроме квашиоркора возникают рвота, понос, анорексия, а в тяжёлых случаях – кома или сопора, которые нередко заканчиваются летальным исходом.

Наряду с этим, у детей и взрослых, могут развиваться смешанные формы протеинового дефицита.

Возможными причинами развития белковой нехватки являются:

  • качественный или количественный дисбаланс питания (диеты, голодание, обеднённое протеинами меню, скудный пищевой рацион);
  • врождённые нарушения метаболизма аминокислот;
  • повышенные потери протеина с мочой;
  • продолжительная нехватка микроэлементов;
  • нарушение синтеза белка, вследствие хронических патологий печени;
  • алкоголизм, наркомания;
  • тяжёлые формы ожогов, кровотечений, инфекционных заболеваний;
  • нарушения усвоения протеина в кишечнике.

Белково-энергетическая недостаточность бывает двух типов: первичная и вторичная. Первое расстройство обусловлено неадекватным поступлением полезных веществ в организм, а второе – следствием функциональных расстройств или приёма лекарственных препаратов, ингибирующих синтез ферментов.

При лёгкой и умеренной стадии белковой нехватки (первичной) важно устранить возможные причины развития патологии. Для этого увеличивают суточное потребление протеинов (соразмерно оптимальной массе тела), назначают приём поливитаминных комплексов. При отсутствии зубов или снижении аппетита, дополнительно используют жидкие питательные смеси для зондового или самостоятельного питания.

Тяжёлые формы вторичной недостаточности требуют лечения в стационарных условиях, поскольку для идентификации расстройства необходимо проведение лабораторного исследования. Для уточнения причины патологии измеряют уровень растворимого рецептора интерлейкина-2 в крови или С-реактивного белка. При этом, анализы на содержание альбумина плазмы, кожные антигены, общее число лимфоцитов и CD4 Т-лимфоцитов помогут подтвердить анамнез и определить степень функциональной дисфункции.

Главные приоритеты лечения – соблюдение контролируемой диеты, коррекция водно-электролитного баланса, устранение инфекционных патологий, насыщение организма нутриентами. Учитывая, что вторичная нехватка белка, может препятствовать излечению от заболевания, которое спровоцировало ее развитие, в ряде случаев, назначают парентеральное или зондовое питание концентрированными смесями. При этом, витаминотерапию применяют в дозировках вдвое превышающих суточную потребность здорового человека.

Если у пациента наблюдается анорексия или причина дисфункции не выявлена, дополнительно используют препараты, повышающие аппетит. Для увеличения мышечной массы тела допустимо применение анаболических стероидов (под контролем врача). Восстановление баланса белка у взрослых наступает медленно, на протяжении 6 – 9 месяцев. У детей период полного выздоровления занимает 3 – 4 месяца.

Виды белков в организме

Роль и функции белков в организме человека: биологическая ценность и недостаток в питании, как усваивается

Жизнь без белка невозможна. Значение белков для организма заключается в том, что они служат материалом для построения клеток, тканей и органов, образования ферментов, большинства гормонов, гемоглобина и других веществ, выполняющих в организме важнейшие функции. Белки и их роль в организме заключается также в том, что они участвуют в защите организма от инфекций, а также способствует усвоению витаминов и минеральных веществ.

Наша жизнедеятельность связана с непрерывным расходом и обновлением белка. Чтобы уравновесить эти процессы, потери белка нужно ежедневно восполнять. Он в отличие от жиров и углеводов не накапливается и не синтезируется в организме из других пищевых веществ, то есть получить белок можно только с едой.

Усвоение белка организмом начинается в желудке и продолжается в полости тонкой кишки. Следовательно, заболевания поджелудочной железы и тонкой кишки отрицательно отражаются на этом процессе. Далее вы сможете узнать, как усваивается белок в организме человека и как происходит его расходование.

В свою очередь, при длительном и выраженном дефиците пищевого белка нарушается образование пищеварительных соков и особенно ферментов — сначала в поджелудочной железе, а затем в желудке и тонкой кишке. Это приводит к возникновению поносов, не связанных с кишечной инфекцией.

Замечено, что в питании значительной части населения наблюдается дефицит трех незаменимых аминокислот: лизина, метионина, триптофана — и производной последнего — серотонина. Многие задаются вопросом о том, зачем организму белок в большом количестве, если происходит процесс похудания. И это очень опасная ошибка.

Продукты животного происхождения гораздо богаче указанными веществами. Поэтому животные белки не только хорошо усваиваются, но и существенно улучшают усвоение растительных белков, что позволяет сбалансировать аминокислотный состав пищи во время еды. Нельзя исключать из рациона мясо, даже если вы очень сильно стремитесь похудеть.

К числу биологически ценных белков в питании человека, отличающихся сбалансированностью аминокислот и хорошей усвояемостью, относятся белки яиц и молочных продуктов, а также мяса и рыбы, за исключением соединительной ткани. Влияние белков на организм человека во многом зависит от их качества и поступающего с пищей количества.

Менее полноценны растительные белки, аминокислотный состав которых недостаточно сбалансирован. Кроме того, белки многих растительных продуктов трудно перевариваются, так как заключены в оболочки из клетчатки и других веществ, препятствующих действию пищеварительных ферментов. Это особенно относится к бобовым, грибам, орехам, крупам из цельных зерен. Из белков животного происхождения в тонкой кишке всасывается более 90 % аминокислот, а из белков растительного происхождения — лишь 70-80 %.

Расчет того, сколько белка организм усваивает, зависит от качества потребляемых продуктов и их происхождения. Животные белки усваиваются лучше в 1,5 раза, чем белки растительного происхождения.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyrightru

Быстрее всего перевариваются белки молочных продуктов, яиц и рыбы, затем мяса (белки говядины быстрее, чем белки свинины и баранины), хлеба и круп, причем активнее белки манной крупы и пшеничного хлеба из муки высшего сорта.

Из коллагена (белка соединительной, хрящевой и костной ткани) получают желатин, применяемый для приготовления желеобразных блюд. По аминокислотному составу желатин неполноценен, но переваривается легко. Кроме того, он стимулирует свертывание крови. Блюда с использованием желатина рекомендуется включать в рацион больных, перенесших операцию на органах пищеварения, при желудочно-кишечных кровотечениях, челюстно-лицевых травмах и т. д.

Белки в организме выполняют функцию восстановления при хронических воспалительных процессах. Потребление белка ограничивают при печеночной и почечной недостаточности, подагре и некоторых других заболеваниях. Так, в малобелковых диетах, назначаемых при хронической почечной недостаточности, его содержание должно составлять только 20-40 граммов, из которых 65-70 % могут быть животного происхождения. В отдельных случаях возможно даже временное исключение белка из рациона.

Роль и функции белков в организме человека: биологическая ценность и недостаток в питании, как усваивается

Недостаток белка в организме наблюдается при длительном нарушении баланса между поступлением и распадом белка в организме, когда процесс распада начинает преобладать. Ее причина заключается в малом потреблении белка с пищей или в преимущественном потреблении белков низкой биологической ценности, которые характеризуются дефицитом незаменимых аминокислот.

При нарушении принципов рационального питания, что может быть вызвано неблагоприятными социально-экономическими факторами или увлечением физиологически не обоснованными диетами, возникает так называемая алиментарная белковая недостаточность. Но чаще белковая недостаточность обусловлена различными заболеваниями.

Переваривание и всасывание белка нередко нарушаются при болезнях органов пищеварения, особенно поджелудочной железы и кишечника. Повышенный расход или потери белка наблюдаются при активном туберкулезе, инфекционных заболеваниях, болезнях почек, тяжелых травмах и операциях, обширных ожогах, злокачественных новообразованиях, массивных кровопотерях и т. д.

При болезнях печени или почек к данному состоянию могут привести излишне продолжительные малобелковые диеты.

Здоровому взрослому человеку в сутки нужно потреблять около 80-90 граммов белка, половина из которых должна приходиться на долю: животных продуктов.

Белковая недостаточность способствует ухудшению работы пищеварительной системы (особенно печени и поджелудочной железы), эндокринной, кроветворной, иммунной и других систем организма, атрофии мышц. Организм начинает менее эффективно усваивать другие пищевые вещества, что ведет к появлению соответствующих дефицитных состояний, например гиповитаминозов.

Вреден и избыток белка в организме, поскольку вызывает перегрузку печени и почек продуктами его распада. Избыток животных белков способствует накоплению в организме мочевой кислоты, что служит фактором риска развития почечнокаменной болезни и подагры.

Человеческий организм – умная система, которая сама знает, как и что должно функционировать. Так, к примеру, тело знает, что белок может выступать в качестве источника энергии для работы (резервные силы), но расходовать эти запасы будет нецелесообразно, поэтому лучше расщеплять углеводы. Однако, когда в теле содержится малое количество углеводов, организму больше ничего не остается кроме как расщеплять белок. Так что очень важно не забывать о содержании достаточного количества углеводов в своем рационе.

Каждый отдельно взятый вид белка оказывает разное действие на организм и по-разному способствует росту мышечной массы. Обусловлено это разным химическим составом и особенностями структуры молекул. Это приводит лишь к тому, что атлету нужно помнить об источниках высококачественных белков, что и будут выступать в роли строительного материала для мышц.

Здесь самая важная роль отведена такому значению, как биологическая ценность белков (то количество, которое откладывается в организме после употребления 100 граммов белков). Еще один важный нюанс – если биологическая ценность равна единице, то в состав этого белка входит весь необходимый набор незаменимых аминокислот.

Важно: рассмотрим важность биологической ценности на примере: в курином или перепелином яйце коэффициент равен 1, а в пшенице – ровно половина (0.54). Вот и получается, что даже если в продуктах будет содержаться одинаковое количество необходимых белков на 100г продукта, то из яиц их усвоится больше, чем из пшеницы.

Как только человек потребляет белки внутрь (вместе с пищей или в качестве пищевых добавок), то они начинают расщепляться в желудочно-кишечном тракте (благодаря ферментам) до более простых продуктов (аминокислот), а далее на:

  • Воду;
  • Углекислый газ;
  • Аммиак.

После этого вещества всасываются в кровь через стенки кишечника, чтобы потом транспортироваться ко всем органам и тканям.

Такие разные белки

Лучшей белковой пищей считается та, что имеет животное происхождение, так как в ней содержится больше питательных элементов и аминокислот, но не нужно пренебрегать и растительными белками. В идеале соотношение должно выглядеть так:

  • 70-80% пищи – животное происхождение;
  • 20-30% пищи – растительное происхождение.

https://www.youtube.com/watch?v=n5eB4eMSpzE{amp}amp;t=9s

Быстрые. Молекулы расщепляются до своих простейших компонентов очень быстро:

  • Рыба;
  • Куриная грудка;
  • Яйца;
  • Морепродукты.

Если рассматривать белок через призму бодибилдинга, то здесь подразумевается высококонцентрированный белок (протеин). Самыми распространенными протеинами считаются такие (в зависимости от того, как их получают из продуктов):

  • Из сыворотки – быстрее всех усваивается, добывается из сыворотки и отличается самым высоким показателем биологической ценности;
  • Из яиц – всасывается в течении 4-6 часов и характеризуется высоким значением биологической ценности;
  • Из сои – высокий уровень биологической ценности и быстрое усвоение;
  • Казеиновый – усваивается дольше остальных.

Атлетам вегетарианцам нужно запомнить одну вещь: растительный белок (из сои и грибов) является неполноценным (в частности по составу аминокислот).

Поэтому не забывайте учитывать всю эту важную информацию в процессе формирования своего рациона. Особенно важно учитывать незаменимые аминокислоты и соблюдать их баланс при употреблении. Далее поговорим о строении белков

Как вам уже известно, белки представляют собой сложные высокомолекулярные органические вещества, у которых 4-х уровневая структурная организация:

  • Первичная;
  • Вторичная;
  • Третичная;
  • Четвертичная.

Незаменимые аминокислоты

Роль и функции белков в организме человека: биологическая ценность и недостаток в питании, как усваивается

Органические соединения данной группы, внутренние органы человека не в состоянии производить самостоятельно, однако они необходимы для поддержания жизнедеятельности организма.

Поэтому такие аминокислоты приобрели название «незаменимые» и должны регулярно поступать извне с пищей. Синтез белка без данного строительного материала невозможен. Как следствие, нехватка хотя бы одного соединения приводит к нарушению обмена веществ, уменьшению мышечной массы, веса тела и остановке продуцирования протеина.

Самые значимые аминокислоты для человеческого организма, в частности для спортсменов и их значение.

  1. Валин. Это структурный компонент белка с разветвленными цепями (ВСАА).Является источником энергии, участвует в обменных реакциях азота, восстанавливает поврежденные ткани, регулирует уровень гликемии. Валин необходим для протекания метаболизма в мускулах, нормальной умственной деятельности. Используется в медицинской практике в сочетании с лейцином, изолейцином для лечения головного мозга, печени, пострадавших в результате лекарственной, алкогольной или наркотической интоксикации организма.
  2. Лейцин и изолейцин. Снижают уровень глюкозы в крови, защищают мышечные ткани, сжигают жир, служат катализаторами для синтеза гормона роста, восстанавливают кожу, кости.Лейцин, как и валин, участвует в процессах энергообеспечения, что особенно важно для поддержания выносливости организма во время изнурительных тренировок. Помимо этого, изолейцин нужен для синтеза гемоглобина.
  3. Треонин. Препятствует жировому перерождению печени, участвует в белковом, жировом обмене, синтезе коллагена, эластана, создании костной ткани (эмали). Аминокислота повышает иммунитет, восприимчивость организма к ОРВИ заболеваниям.Треонин находится в скелетной мускулатуре, центральной нервной системе, сердце, поддерживая их работу.
  4. Метионин. Улучшает пищеварение, участвует в переработке жиров, защищает организм от вредного влияния радиации, снимает признаки токсикоза при беременности, используется для лечения ревматоидного артрита. Аминокислота участвует в выработке таурина, цистеина, глутатиона, которые обезвреживают и выводят из организма токсические вещества. Метионин помогает уменьшить уровень гистамина в клетках у людей, страдающих аллергией.
  5. Триптофан. Стимулирует выброс гормона роста, улучшает сон, уменьшает вредное воздействие никотина, стабилизирует настроение, применяется для синтеза серотонина. Триптофан в человеческом организме способен превращаться в ниацин.
  6. Лизин. Участвует в продуцировании альбуминов, ферментов, гормонов, антител, восстановлении тканей и формировании коллагена. Данная аминокислота входит в состав всех протеинов и необходима для понижения уровня триглицеридов в сыворотке крови, нормального формирования костей, полноценного усвоения кальция и утолщения структуры волос.Лизин оказывает противовирусное действие, подавляя развитие острых респираторных инфекций и герпеса. Он увеличивает мышечную силу, поддерживает обмен азота, улучшает краткосрочную память, эрекцию, женское либидо. Благодаря положительным свойствам, 2,6-диаминогексановая кислота охраняет здоровым сердце, предотвращает развитие атеросклероза, остеопороза, генитального герпеса.Лизин в комбинации с витамином С, пролином препятствуют образованию липопротеинов, которые вызывают закупорку артерий и ведут к сердечно-сосудистым патологиям.
  7. Фенилаланин. Подавляет аппетит, уменьшает болевые ощущения, улучшает настроение, память. В человеческом организме фенилаланин способен трансформироваться в аминокислоту – тирозин, которая жизненно необходима для синтеза нейромедиаторов (допамина и норэпинефрина). Благодаря способности соединения проникать через гематоэнцефалический барьер, оно часто используется для устранения неврологических заболеваний. Помимо этого, аминокислота применяется для борьбы с белыми очагами депигментации на коже (витилиго), шизофренией, болезнью Паркинсона.

Недостаток незаменимых аминокислот в организме человека приводит к:

  • задержке роста;
  • нарушению биосинтеза цистеина, белков, работы почек, щитовидной железы, нервной системы;
  • слабоумию;
  • уменьшению массы тела;
  • фенилкетонурии;
  • снижению иммунитета и уровня гемоглобина в крови;
  • расстройству координации движений.
Таблица № 1 «Продукты, богатые на незаменимые протеины»

Наименование
продукта

Содержание аминокислот на 100 грамм продукта, грамм
Триптофан Треонин Изолейцин Лейцин
Грецкий орех 0,17 0,596 0,625 1,17
Лесной орех 0,193 0,497 0,545 1,063
Миндаль 0,214 0,598 0,702 1,488
Кешью 0,287 0,688 0,789 1,472
Фисташки 0,271 0,667 0,893 1,542
Арахис 0,25 0,883 0,907 1,672
Бразильский орех 0,141 0,362 0,516 1,155
Кедровый орех 0,107 0,37 0,542 0,991
Кокос 0,039 0,121 0,131 0,247
Семена подсолнуха 0,348 0,928 1,139 1,659
Семена тыквы 0,576 0,998 1,1281 2,419
Семена льна 0,297 0,766 0,896 1,235
Семена кунжута 0,33 0,73 0,75 1,5
Семена мака 0,184 0,686 0,819 1,321
Чечевица сушеная 0,232 0,924 1,116 1,871
Маш сушеный 0,26 0,782 1,008 1,847
Нут сушеный 0,185 0,716 0,828 1,374
Горох зеленый сырой 0,037 0,203 0,195 0,323
Соя сушеная 0,591 1,766 1,971 3,309
Тофу сырой 0,126 0,33 0,4 0,614
Тофу твердый 0,198 0,517 0,628 0,963
Тофу жареный 0,268 0,701 0,852 1,306
Окара 0,05 0,031 0,159 0,244
Темпе 0,194 0,796 0,88 1,43
Натто 0,223 0,813 0,931 1,509
Мисо 0,155 0,479 0,508 0,82
Черная фасоль 0,256 0,909 0,954 1,725
Красная фасоль 0,279 0,992 1,041 1,882
Розовая фасоль 0,248 0,882 0,925 1,673
Пятнистая фасоль 0,237 0,81 0,871 1,558
Белая фасоль 0,277 0,983 1,031 1,865
Стручковая фасоль 0,223 0,792 0,831 1,502
Пшеница пророщенная 0,115 0,254 0,287 0,507
Цельнозерновая мука 0,174 0,367 0,443 0,898
Макаронные изделия 0,188 0,392 0,57 0,999
Хлеб цельнозерновой 0,122 0,248 0,314 0,574
Ржаной хлеб 0,096 0,255 0,319 0,579
Овес (хлопья) 0,182 0,382 0,503 0,98
Рис белый 0,077 0,236 0,285 0,546
Рис коричневый 0,096 0,275 0,318 0,62
Рис дикий 0,179 0,469 0,618 1,018
Гречиха зеленая 0,192 0,506 0,498 0,832
Гречиха жаренная 0,17 0,448 0,441 0,736
Пшено (зерно) 0,119 0,353 0,465 1,4
Ячмень очищенный 0,165 0,337 0,362 0,673
Кукуруза вареная 0,023 0,129 0,129 0,348
Молоко коровье 0,04 0,134 0,163 0,299
Молоко овечье 0,084 0,268 0,338 0,587
Творог 0,147 0,5 0,591 1,116
Швейцарский сыр 0,401 1,038 1,537 2,959
Сыр чеддер 0,32 0,886 1,546 2,385
Моцарелла 0,515 0,983 1,135 1,826
Яйца куриные 0,167 0,556 0,641 1,086
Говядина (филейная часть) 0,176 1,07 1,219 2,131
Свинина (окорок) 0,245 0,941 0,918 1,697
Курица 0,257 0,922 1,125 1,653
Индюшка 0,311 1,227 1,409 2,184
Тунец белый 0,297 1,163 1,223 2,156
Лосось, семга 0,248 0,969 1,018 1,796
Форель, микижа 0,279 1,092 1,148 2,025
Сельдь атлантическая 0,159 0,622 0,654 1,153
Продолжение таблицы № 1 «Продукты, богатые на незаменимые протеины»

Наименование
продукта

Содержание аминокислот на 100 грамм продукта, грамм

Лизин Метионин Фенилаланин Валин
Грецкий орех 0,424 0,236 0,711 0,753
Лесной орех 0,42 0,221 0,663 0,701
Миндаль 0,58 0,151 1,12 0,817
Кешью 0,928 0,362 0,951 1,094
Фисташки 1,142 0,335 1,054 1,23
Арахис 0,926 0,317 1,337 1,082
Бразильский орех 0,492 1,008 0,63 0,756
Кедровый орех 0,54 0,259 0,524 0,687
Кокос 0,147 0,062 0,169 0,202
Семена подсолнуха 0,937 0,494 1,169 1,315
Семена тыквы 1,236 0,603 1,733 1,579
Семена льна 0,862 0,37 0,957 1,072
Семена кунжута 0,65 0,88 0,94 0,98
Семена мака 0,952 0,502 0,758 1,095
Чечевица сушеная 1,802 0,22 1,273 1,281
Маш сушеный 1,664 0,286 1,443 1,237
Нут сушеный 1,291 0,253 1,034 0,809
Горох зеленый сырой 0,317 0,082 0,2 0,235
Соя сушеная 2,706 0,547 2,122 2,029
Тофу сырой 0,532 0,103 0,393 0,408
Тофу твердый 0,835 0,162 0,617 0,64
Тофу жареный 1,131 0,22 0,837 0,867
Окара 0,212 0,041 0,157 0,162
Темпе 0,908 0,175 0,893 0,92
Натто 1,145 0,208 0,941 1,018
Мисо 0,478 0,129 0,486 0,547
Черная фасоль 1,483 0,325 1,168 1,13
Красная фасоль 1,618 0,355 1,275 1,233
Розовая фасоль 1,438 0,315 1,133 1,096
Пятнистая фасоль 1,356 0,259 1,095 0,998
Белая фасоль 1,603 0,351 1,263 1,222
Стручковая фасоль 1,291 0,283 1,017 0,984
Пшеница пророщенная 0,245 0,116 0,35 0,361
Цельнозерновая мука 0,359 0,228 0,682 0,564
Макаронные изделия 0,324 0,236 0,728 0,635
Хлеб цельнозерновой 0,244 0,136 0,403 0,375
Ржаной хлеб 0,233 0,139 0,411 0,379
Овес (хлопья) 0,637 0,207 0,665 0,688
Рис белый 0,239 0,155 0,353 0,403
Рис коричневый 0,286 0,169 0,387 0,44
Рис дикий 0,629 0,438 0,721 0,858
Гречиха зеленая 0,672 0,172 0,52 0,678
Гречиха жаренная 0,595 0,153 0,463 0,6
Пшено (зерно) 0,212 0,221 0,58 0,578
Ячмень очищенный 0,369 0,19 0,556 0,486
Кукуруза вареная 0,137 0,067 0,15 0,182
Молоко коровье 0,264 0,083 0,163 0,206
Молоко овечье 0,513 0,155 0,284 0,448
Творог 0,934 0,269 0,577 0,748
Швейцарский сыр 2,585 0,784 1,662 2,139
Сыр чеддер 2,072 0,652 1,311 1,663
Моцарелла 0,965 0,515 1,011 1,322
Яйца куриные 0,912 0,38 0,68 0,858
Говядина (филейная часть) 2,264 0,698 1,058 1,329
Свинина (окорок) 1,825 0,551 0,922 0,941
Курица 1,765 0,591 0,899 1,1
Индюшка 2,557 0,79 1,1 1,464
Тунец белый 2,437 0,785 1,036 1,367
Лосось, семга 2,03 0,654 0,863 1,139
Форель, микижа 2,287 0,738 0,973 1,283
Сельдь атлантическая 1,303 0,42 0,554 0,731

Таблица составлена на основании данных, взятых с сельскохозяйственной библиотеки США – USA National Nutrient Database.

Виды пищевого белка следующие:

  • полноценные – те, что содержат все необходимые для организма аминокислоты;
  • неполноценные – те, в которых находится неполный аминокислотный состав.

Роль и функции белков в организме человека: биологическая ценность и недостаток в питании, как усваивается

Однако для организма человека важны и те и другие. Особенно первая группа. Каждый человек, особенно в периоды интенсивного развития (детский и юношеский возраст) и полового созревания должен поддерживать постоянный уровень протеинов в себе. Ведь мы уже рассмотрели функции, которые выполняют эти удивительные молекулы, и знаем, что практически ни один процесс, ни одна биохимическая реакция внутри нас не обходится без участия полипептидов.

Именно поэтому необходимо каждый день потреблять суточную норму протеинов, которые содержатся в следующих продуктах:

  • яйцо;
  • молоко;
  • творог;
  • мясо и рыба;
  • бобы;
  • соя;
  • фасоль;
  • арахис;
  • пшеница;
  • овес;
  • чечевица и прочие.

Если потреблять в день 0,6 г полипептида на один кг веса, то у человека никогда не будет недостатка в этих соединениях. Если же длительное время организм недополучает необходимых белков, то наступает заболевание, имеющее название аминокислотного голодания. Это приводит к сильному нарушению обмена веществ и, как следствие, многим другим недугам.

Нужно учитывать не только количество, но и качество — биологическую ценность белков, которая зависит от содержания в нем аминокислот. Всего в состав белков может входить свыше 20 аминокислот, но только восемь из них не образуются в организме, поэтому должны поступать с пищей. Такие аминокислоты называют незаменимыми.

Полузаменимые

Соединения, принадлежащие к данной категории способны вырабатываться организмом только при условии частичного их поступления с продуктами питания. При этом, каждая разновидность полузаменимых кислот выполняет особые функции, которые нельзя заменить.

Рассмотрим их виды.

  1. Аргинин. Это одна из самых важных аминокислот в организме человека. Она ускоряет заживление поврежденных тканей, снижает уровень холестерина и нужна для поддержания здоровья кожи, мышц, суставов, печени. Аргинин увеличивает продуцирование Т-лимфоцитов, укрепляющих иммунную систему, и служит барьером, препятствуя внедрению болезнетворных микроорганизмов. Помимо этого, соединение способствует дезинтоксикации печени, снижает кровяное давление, замедляет рост опухолей, противостоит образованию тромбов, повышает потенцию и усиливает кровенаполнение сосудов.Аминокислота участвует в азотистом обмене, синтезе креатина и показана людям, желающим сбросить вес и набрать мышечную массу. Интересно, что аргинин содержится в семенной жидкости, соединительной ткани кожного покрова и гемоглобине.Дефицит соединения в организме человека опасен развитием сахарного диабета, бесплодием у мужчин, задержкой полового созревания, гипертонией, иммунодефицитом.Естественные источники аргинина: шоколад, кокос, желатин, мясо, молочные продукты, грецкий орех, пшеница, овес, арахис, соя.
  2. Гистидин. Входит в состав всех тканей человеческого организма, ферментов. Данная аминокислота участвует в обмене информацией между центральной нервной системой и периферическими отделами. Гистидин необходимый для нормального пищеварения, поскольку образование желудочного сока возможно только при участии данной структурной единицы. Помимо этого, вещество предупреждает возникновение аутоиммунных, аллергических реакций со стороны организма.Недостаток компонента вызывает ослабление слуха, повышает риск развития ревматоидного артрита.Гистидин содержится в зерновых (рисе, пшенице), молочных продуктах, мясе.
  3. Тирозин. Содействует образованию нейромедиаторов, снижает болезненные ощущения предменструального периода, способствует нормальному функционированию всего организма, выступает природным антидепрессантом. Аминокислота снижает зависимость от наркотических, кофеиновых препаратов, помогает контролировать аппетит и служит исходным компонентом для продуцирования дофамина, тироксина, эпинефрина. При синтезе белка тирозин частично заменяет фенилаланин. Помимо этого, он нужен для синтеза гормонов щитовидной железы.Дефицит аминокислоты замедляет обменные процессы, снижает артериальное давление, повышает утомляемость.Тирозин содержится в семенах тыквы, миндале, овсянке, арахисе, рыбе, авокадо, соевых бобах.
  4. Цистин. Находится в главном структурном белке волос, ногтевых пластин, коже -бета-кератине. Аминокислота наилучше всасывается в виде N-ацетил цистеина и используется при лечении кашля курильщика, септического шока, рака, бронхита. Цистин поддерживает третичную структуру пептидов, протеинов, а также выступает мощным антиоксидантом. Он связывает разрушительные свободные радикалы, токсичные металлы, защищает клетки организма от рентгеновских лучей и воздействия радиации. Аминокислота входит в состав соматостатина, инсулина, иммуноглобулина.Цистин можно получить со следующими продуктами питания: брокколи, луком, мясными изделиями, яйцами, чесноком, красным перцем.

Заменимые

Рассмотрим их виды.

Органические соединения данного класса организм человека может производить самостоятельно, покрывая минимальные потребности внутренних органов и систем. Заменимые аминокислоты синтезируются из обменных продуктов и усваиваемого азота. Для восполнения суточной нормы, они должны ежедневно поступать в составе белков с пищей.

Рассмотрим какие вещества относятся к данной категории.

  1. Аланин. Данная разновидность аминокислоты расходуется в качестве источника энергии, выводит токсины из печени, ускоряет превращение глюкозы. Она препятствует распаду мышечной ткани за счет протекания цикла аланина, представленного в следующем виде: глюкоза – пируват – аланин – пируват – глюкоза. Благодаря данным реакциям, строительный компонент белка увеличивает запасы энергии, продлевая жизнь клеток. Избыток азота в ходе цикла аланина удаляется из организма с мочой. Помимо этого, вещество стимулирует выработку антител, обеспечивает метаболизм кислот органики, сахаров и поднимает иммунную функцию.Источники аланина: молочные продукты, авокадо, мясо, птица, яйца, рыба.
  2. Глицин. Участвует в построении мышц, производстве гормонов для иммунитета, повышает уровень креатина в организме, способствует превращению глюкозы в энергию. Глицин на 30 % входит в состав коллагена. Клеточный синтез невозможен без участия данного соединения.Фактически при повреждении тканей, без глицина человеческий организм не сможет заживлять раны.Источниками аминокислоты выступают: молоко, бобы, сыр, рыба, мясо.
  3. Глютамин. После превращения органического соединения в глютаминовую кислоту, она проникает через гематоэнцефалический барьер и выступает топливом для работы головного мозга. Аминокислота удаляет токсины из печени, увеличивает уровень ГАМК, поддерживает мышцы в тонусе, улучшает концентрацию внимания и участвует в продуцировании лимфоцитов.Препараты L-глютамина, как правило, применяются в бодибилдинге для предупреждения разрушения мышечной ткани путем транспорта азота в органы, выведения токсичного аммиака и повышения запасов гликогена. Помимо этого, вещество используется для снятия симптомов хронической усталости, улучшения эмоционального фона, лечения ревматоидного артрита, язвы, алкоголизма, импотенции, склеродермии.Лидерами по содержанию глютамина являются петрушка и шпинат.
  4. Карнитин. Связывает и выводит жирные кислоты из организма. Аминокислота усиливает действия витаминов Е, С, уменьшает избыточный вес, снижая нагрузку на сердце. В теле человека карнитин вырабатывается из глутамина и метионина в печени, почках. Он бывает следующих видов: D и L. Наибольшую ценность для организма представляет L-карнитин, который повышает для жирных кислот проницаемость клеточных мембран. Таким образом, аминокислота увеличивает утилизацию липидов, замедляет синтез молекул триглицеридов в подкожно-жировое депо.После приема карнитина усиливается окисление жиров в организме, запускается процесс потери жировой ткани, что сопровождается высвобождением энергии, запасаемой в виде АТФ. L-карнитин усиливает создание лецитина в печени, снижает уровень холестерина, препятствует появлению атеросклеротических бляшек. Несмотря на то, что данная аминокислота не относится к категории незаменимых соединений, регулярный прием вещества профилактирует развитие патологий сердца и позволяет достичь активного долголетия.Помните, уровень карнитина с возрастом падает, поэтому пожилым людям стоит в первую очередь дополнительно вводить биологически активную добавку в ежедневный рацион. Кроме того, большая часть вещества синтезируется из витаминов С, B6, метионина, железа, лизина. Нехватка какого-либо из данных соединений вызывает дефицит L-карнитина в организме.Природные источники аминокислоты: птица, яичные желтки, тыква, кунжутные семечки, баранина, творог, сметана.
  5. Аспаргин. Нужен для синтеза аммиака, правильной работы нервной системы. Аминокислота содержится в молочных продуктах, спарже, сыворотке, яйцах, рыбе, орехах, картофеле, мясе птицы.
  6. Аспаргиновая кислота. Участвует в синтезе аргинина, лизина, изолейцина образовании универсального топлива для организма – аденозинтрифосфата (АТФ), обеспечивающего энергией внутриклеточные процессы. Аспаргиновая кислота стимулирует продукцию нейромедиаторов, повышает концентрацию никотинамидадениндинуклеотида (NADH), необходимого для поддержания работы нервной системы, головного мозга.Данная аминокислота в организме человека синтезируется самостоятельно, при этом увеличить ее концентрацию в клетках можно путем включения в рацион питания следующих продуктов: сахарного тростника, молока, говядины, мяса птицы.
  7. Глютаминовая кислота. Представляет собой самый важный возбуждающий нейромедиатор спинного, головного мозга. Органическое соединение участвует в перемещении калия через гематоэнцефалический барьер в спинномозговую жидкость и играет основополагающую роль в метаболизме триглицеридов. Головной мозг способен использовать глутамат в качестве топлива.Потребность организма в дополнительном поступлении аминокислоты возрастает при эпилепсии, депрессивных состояниях, появлении ранней седины (до 30 лет), нарушениях работы нервной системы.Природные источники глютаминовой кислоты: грецкие орехи, помидоры, грибы, морепродукты, рыба, йогурт, сыр, сухофрукты.
  8. Пролин. Стимулирует синтез коллагена, нужен для формирования хрящевой ткани, ускоряет процессы заживления.Источники пролина: яйца, молоко, мясо.Вегетарианцам рекомендуется принимать аминокислоту с пищевыми добавками.
  9. Серин. Регулирует количество кортизола в мышечной ткани, создаёт антитела, иммуноглобулины, способствует абсорбции креатина, участвует в метаболизме жиров, синтезе серотонина. Серин поддерживает нормальную работу центральной нервной системы и головного мозга.Главные пищевые источники аминокислоты: цветная капуста, брокколи, орехи, яйца, молоко, соевые бобы, кумыс, говядина, пшеница, арахис, мясо птицы.

Белки в клетке

Внутри самой маленькой структурной единицы всего живого – клетки – также находятся белки. Причем выполняют они там практически все вышеперечисленные свои функции. В первую очередь формируют цитоскелет клетки, состоящий из микротрубочек, микрофиламентов. Он служит для поддержания формы, а также для транспорта внутри между органоидами. По белковым молекулам, как по каналам или рельсам, движутся различные ионы, соединения.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

Немаловажна роль белков, погруженных в мембрану и находящихся на ее поверхности. Здесь они и рецепторные, и сигнальные функции выполняют, принимают участие в строительстве самой мембраны. Стоят на страже, а значит играют защитную роль. Какие виды белков в клетке можно отнести к этой группе? Примеров множество, приведем несколько.

  1. Актин и миозин.
  2. Эластин.
  3. Кератин.
  4. Коллаген.
  5. Тубулин.
  6. Гемоглобин.
  7. Инсулин.
  8. Транскобаламин.
  9. Трансферрин.
  10. Альбумин.

Всего насчитывается несколько сотен различных видов протеинов, которые постоянно передвигаются внутри каждой клетки.

Виды белка по происхождению

Сегодня различают следующие виды протеина: яичный, сывороточный, растительный, мясной, рыбный.

Рассмотрим описание каждого из них.

  1. Яичный. Считается эталоном среди белков, все остальные протеины оцениваются относительно него, поскольку он имеет наивысшую усвояемость. В состав желтка входят овомукоид, овомуцин, лизоцин, альбумин, овоглобулин, коальбумин, авидин, а белковой составляющей – альбумин. Куриные яйца в сыром виде не рекомендуется принимать людям с нарушениями пищеварительного тракта. Это связано с тем, что в них содержится ингибитор фермента трипсина, замедляющий переваривание пищи и белок авидин, присоединяющий жизненно важный витамин Н. Образуемое «на выходе» соединение не усваивается организмом и выводится наружу. Поэтому диетологи настаивают на употреблении яичного белка исключительно после термической обработки, которая высвобождает нутриент из биотин-авидинового комплекса и разрушает ингибитор трипсина.Достоинства данной разновидности протеина: имеет среднюю скорость абсорбции (9 грамм в час), высокие показатели аминокислотного состава, способствует снижению массы тела. К недостаткам белка куриных яиц относится их высокая стоимость.
  2. Молочной сыворотки. Белки данной категории обладают наивысшей скоростью расщепления (10 – 12 грамм в час) среди цельных протеинов. После приема продуктов на основе молочной сыворотки, в течение первого часа уровень петидов и аминокислот в крови резко увеличивается. При этом, кислотообразующая функция желудка не меняется, что исключает вероятность образования газов и нарушения процесса пищеварения.Состав мышечной ткани человека по содержанию незаменимых аминокислот (валина, лейцина и изолейцина) наиболее близок к составу сывороточных белков.Данная разновидность протеина снижает уровень холестерина, повышает количество глутатиона, имеет низкую стоимость относительно других видов аминокислот. Главный недостаток сывороточного белка – быстрая всасываемость соединения, что делает целесообразным его прием до или сразу после тренировки.Основным источником протеина выступает сладкая молочная сыворотка, получаемая в процессе производства сычужных сыров.Различают концентрат, изолят, гидролизат сывороточного протеина, казеин. Первая из полученных форм не отличается высокой чистотой и содержит жиры, лактозу, которая стимулирует газообразование. Уровень протеина в ней составляет 35-70%.По данной причине концентрат сывороточного белка – самая дешевая форма строительного материала в кругах спортивного питания.Изолят – «почище» продукт, он содержит 95% протеиновых фракций. Однако недобросовестные производители иногда хитрят, предоставляя в качестве сывороточного белка смесь изолята, концентрата, гидролизат. Поэтому следует тщательно проверять состав добавки, в которой единственным компонентом должен выступать изолят.Гидролизат – самый дорогой вид сывороточного протеина, который готов к немедленному усвоению и быстро проникает в мышечную ткань.Казеин при попадании в желудок превращается в сгусток, который долго расщепляется (4 – 6 грамм в час). Благодаря данному свойству белок входит в состав смесей для детского питания, поскольку поступает в организм стабильно и равномерно, в то время как интенсивный поток аминокислот ведет к отклонениям в развитии малыша.
  3. Растительный. Несмотря на то, что протеины в таких продуктах неполноценны, в сочетании друг с другом они формируют полноценный белок (наилучшая комбинация – бобовые зерновые). Яркими поставщиками строительного материала растительного происхождения являются соевые продукты, которые борются с остеопорозом, насыщают организм витаминами Е, В, фосфором, железом, калием, цинком.При потреблении соевый белок снижает уровень холестерина, решает проблемы, связанные с увеличением простаты, уменьшает риск развития злокачественных новообразований в груди. Он показан людям, страдающим непереносимостью молочных продуктов.Для производства добавок применяются соевый изолят (содержит 90% протеина), соевый концентрат (70%), соевая мука (50%). Скорость всасывания белка – 4 грамма в час.К недостаткам аминокислоты относятся: эстрогенная активность (за счет этого соединение не следует принимать мужчинам в больших дозах, поскольку это вызывает нарушения репродуктивной функции), наличие трипсина, замедляющего пищеварение.Растения, содержащие фитоэстрогены (нестероидные соединения сходные по структуре с женскими половыми гормонами): лен, солодка, хмель, красный клевер, люцерна, красный виноград.Растительных белок также находится в овощах и фруктах (капусте, гранатах, яблоках, моркови), злаковых и бобовых (рисе, люцерне, чечевице, семенах льна, овсе, пшенице, сое, ячмене), напитках (пиве, бурбоне).Часто в спортивном питании используется гороховый протеин. Это высокоочищенный изолят, содержащий наибольшее количество аминокислоты аргинина (8,7% на грамм белка), относительно сывороточного компонента, сои, казеина и яичного материала. Помимо этого, гороховый протеин богат на глутамин, лизин. Количество ВСАА в нем достигает 18%. Интересно, что рисовый протеин усиливает преимущества гипоаллергенного горохового белка, используется в питании сыроедов, атлетов, вегетарианцев.
  4. Мясной. Количество протеина в нем достигает 85%, из которых 35% составляют незаменимые аминокислоты. Мясной белок характеризуется нулевым содержанием жира, имеет высокий уровень всасывания.
  5. Рыбный. Данный комплекс рекомендуется к употреблению обычному человеку. При этом, использовать белок для покрытия суточной потребности спортсменам крайне нежелательно, поскольку изолят рыбного протеина в 3 раза дольше расщепляется до аминокислот, чем казеин.

Тучным спортсменам, склонным к образованию жира стоит отдать предпочтение 50-80% медленному белку относительно быстрого. Их основной спектр действия направлен на продолжительное питание мускулатуры.

Всасывание казеина происходит медленнее сывороточного протеина. Благодаря этому концентрация аминокислот в крови повышается постепенно и удерживается в течение 7 часов на высоком уровне. В отличие от казеина, сывороточный белок намного быстрее всасывается в организме, что создает сильнейший выброс соединения на протяжении короткого периода времени (получаса). Поэтому его рекомендуется принимать для предотвращения катаболизма мышечных протеинов непосредственно до и сразу после тренировки.

Промежуточную позицию занимает яичный белок. Для насыщения крови сразу после физической нагрузки и поддержания высокой концентрации протеина после силовых упражнений его прием следует сочетать с сывороточным изолятом, аминокислотой скора. Данная смесь из трех белков нивелирует недостатки каждого компонента, совмещает все положительные качества.

Наиболее совместим с сывороточным протеином соевый.

Сколько человеку нужно белка потреблять в день

Белок — совершенно незаменимая часть питания. Как бы вы ни перестраивали свой рацион, никогда значительно не уменьшайте количество белка: он необходим вашему организму. Далее разберем, сколько человеку нужно белка для полноценного удовлетворения суточных потребностей.

При каждом приеме пищи старайтесь сочетать менее ценные растительные белки (хлеб, каши, : макароны) с белками животного происхождения (молоко, творог, сыр, мясо, рыба, яйца).

Сколько белка надо в день, можно рассчитать по установленным санитарным нормам. Согласно современным российским нормам для не занятых физическим трудом и спортом здоровых мужчин и женщин в возрасте 18-29 лет потребность в белке составляет в среднем 1 граммов на 1 килограммов нормальной для данного человека массы тела.

При этом доля животных белков должна составлять не менее 55 % от общего количества белка. Некоторые считают эти рекомендации завышенными. Но не вызывает сомнения тот факт, что в рационе людей, перенесших обширные хирургические вмешательства или серьезные травмы, при ожоговой болезни, переломах костей, заболеваниях органов пищеварения (таких, как хронические энтериты и панкреатиты, состояния после резекции тонкой кишки и желудка и др.

), нагноительных заболеваниях легких, активном туберкулезе, злокачественных опухолях, кровопотерях, приеме кортикостероидных и анаболических гормонов и т. д., а также для пациентов, выздоравливающих после тяжелых инфекций, потребление животного белка может быть увеличено до 55-60 %. Однако даже в этих случаях количество белка, поступающего в организм, как правило, не должно превышать 120-130 граммов в сутки. Сколько белков надо потреблять — зависит от образа жизни, физических нагрузок, состояния здоровья и многих других факторов.

Роль, которую протеины выполняют в живых организмах настолько велика, что рассмотреть каждую функцию практически невозможно, однако мы коротко осветлим важнейшие из них.

  1. Защитная (физическая, химическая, иммунная). Белки ограждают организм от пагубного влияния вирусов, токсинов, бактерий, микробов, запуская механизм синтеза антител. При взаимодействии защитных белков с чужеродными веществами происходит нейтрализация биологического действия вредоносных клеток. Помимо этого, протеины участвуют в процессе свертывания фибриногена в плазме крови, что способствует образованию сгустка и закупорке раны. Благодаря этому, в случае повреждения телесных покров белок защищает организм от кровопотерь.
  2. Каталитическая, основывается на том, что все ферменты, так называемые биологические катализаторы, являются протеинами.
  3. Транспортная. Главным «переносчиком» кислорода служит гемоглобин, белок крови. Помимо этого, другие виды аминокислот в процессе реакций образуют соединения с витаминами, гормонами, жирами, обеспечивая их транспорт к нуждающимся клеткам, внутренним органам, тканям.
  4. Питательная. Так называемые резервные протеины (казеин, альбумин) – это источники питания для формирования и роста плода в утробе матери.
  5. Гормональная. Большинство гормонов в организме человека (адреналин, норадреналин, тироксин, глюкагон, инсулин, кортикотропин, роста) являются белками.
  6. Строительная. Кератин – основной структурный компонент волос, коллаген – соединительной ткани, эластин – стенок сосудов. Белки цитоскелета придают форму органоидам, клеткам. Большинство структурных протеинов – филаментозные.
  7. Сокращающая. Актин и миозин (белки мускул) участвуют в расслаблении и сокращении мышечных тканей. Протеины регулируют трансляцию, сплайсинг, интенсивность транскрипции генов, а также процесс передвижения клетки по циклу. Моторные белки отвечают за движение организма, перемещение клеток на молекулярном уровне (ресничек, жгутиков, лейкоцитов), внутриклеточный транспорт (кинезин, динеин).
  8. Сигнальная. Данную функцию выполняют цитокины, факторы роста, белки-гормоны. Они передают сигналы между органами, организмами, клетками, тканям.
  9. Рецепторная. Одна часть белкового рецептора принимает раздражающий сигнал, другая – реагирует и способствует конформационным изменениям. Так, соединения катализируют химическую реакцию, связывают внутриклеточные молекулы-посредники, служат ионными каналами.

В комплексе с триглицеридами протеины участвуют в закладке клеточных мембран, с углеводами – в продуцировании секретов.

Ферменты

виды белков

Биологические катализаторы белковой природы, которые значительно ускоряют все происходящие биохимические процессы. Нормальный обмен веществ просто невозможен без этих соединений. Все процессы синтеза и распада, сборка молекул и их репликация, трансляция и транскрипция и прочие осуществляются под воздействием специфического вида фермента. Примерами этих молекул могут служить:

  • оксидоредуктазы;
  • трансферазы;
  • каталазы;
  • гидролазы;
  • изомеразы;
  • лиазы и прочие.

Сегодня ферменты используются и в быту. Так, при производстве стиральных порошков часто используют так называемые энзимы – это и есть биологические катализаторы. Они улучшают качество стирки при соблюдении указанного температурного режима. Легко связываются с частицами грязи и выводят их с поверхности тканей.

Однако из-за белковой природы энзимы не переносят слишком горячую воду или соседство с щелочными или кислотными препаратами. Ведь в этом случае произойдет процесс денатурации.

Суточная норма

Таблица № 2 «Потребность человека в протеинах»

Категория лиц

Дневная норма в белках, грамм

Животные Растительные Итого
От 6 месяцев до 1 года 25
От 1 года до 1,5 лет 36 12 48
1,5 – 3 лет 40 13 53
3 – 4 года 44 19 63
5 – 6 лет 47 25 72
7 – 10 лет 48 32 80
11 – 13 лет 58 38 96
Юноши 14 – 17 лет 56 37 93
Девушки 14 – 17 лет 64 42 106
Беременные женщины 65 12 109
Кормящие матери 72 48 120
Мужчины (студенты) 68 45 113
Женщины (студенты) 58 38 96

Спортсмены

Мужчины 77-86 68-94 154-171
Женщины 60-69 51-77 120-137
Мужчины, занятые тяжелым физическим трудом 66 68 134
Мужчины до 70 лет 48 32 80
Мужчины старше 70 лет 45 30 75
Женщины до 70 лет 42 28 70
Женщины старше 70 лет 39 26 65

Передозировка

Поступление пищи, богатой протеином в избыточном количестве оказывает негативное влияние на здоровье человека. Помните, передозировка белка в рационе питания не менее опасна недостатка!

Характерные симптомы излишка протеинов в организме:

  • обострение проблем с почками, печенью;
  • ухудшение аппетита, дыхания;
  • повышенная нервная возбудимость;
  • обильные менструальные выделения (у женщин);
  • сложность сбрасывания избыточного веса;
  • проблемы с сердечно-сосудистой системой;
  • усиление процессов гниения в кишечнике.

Определить нарушение протеинового обмена можно при помощи азотистого равновесия. Если количество получаемого и выводимого азота – одинаковое значение, считается что человек имеет положительный баланс. Отрицательное равновесие свидетельствует о недостаточном поступлении или плохом усвоении белка, что приводит к сжиганию собственного протеина организма. Данное явление лежит в основе развития истощения.

Незначительное превышение белка в рационе, требуемое для поддержания нормального азотистого баланса не предоставляет вреда для здоровья человека. В данном случае избыток аминокислот используется в качестве источника энергии. Однако, при отсутствии физических нагрузок, для большинства людей, потребление белка в количестве, превышающем 1,7 грамм на 1 килограмм веса, способствует превращению излишка протеина в азотистые соединения (мочевину), глюкозу, которые должны выводить почки.

Передозировка белка в организме человека – крайне редкое явление. Сегодня в обычном рационе полноценных протеинов (аминокислот) катастрофически не хватает.

Часто задаваемые вопросы

Главное достоинство животных источников белка заключается в том, что они содержат все необходимые для организма незаменимые аминокислоты, преимущественно в концентрированном виде. Минусы такого протеина – поступление избыточного количества строительного компонента, что в 2-3 раза превышает суточную норму.

Растительные белки хорошо усваиваются организмом. Они не содержат вредные компоненты, которые идут « в нагрузку» с животными протеинами. Однако, растительные белки не избавлены от недостатков. Большинство продуктов (кроме сои) сочетаются с жирами (в семенах), содержат неполный набор незаменимых аминокислот.

  1. Яичный, степень всасывания достигает 95 – 100%.
  2. Молочный, сырный – 85 – 95%.
  3. Мясной, рыбный – 80 – 92%.
  4. Соевый – 60 – 80%.
  5. Зерновой – 50 – 80%.
  6. Бобовый – 40 – 60%.

Данная разбежность объясняется тем, что органы ЖКТ не вырабатывают ферменты, необходимые для расщепления всех видов белка.

  1. Покрывать суточную потребность организма в органическом соединении.
  2. Следить за тем, чтобы с продуктами питания поступали разные комбинации белка.
  3. Не злоупотреблять приемом избыточного количества протеина в течение длительного периода.
  4. Не есть пищу, богатую белками на ночь.
  5. Сочетать протеины растительного, животного происхождения. Это улучшит их усвоение.
  6. Для спортсменов перед тренировкой для преодоления высоких нагрузок рекомендуется выпить насыщенный белком протеиновый коктейль. После занятий восполнить запасы питательных веществ поможет гейнер. Спортивная добавка поднимает уровень углеводов, аминокислот в организме, стимулируя быстрое восстановление мышечной ткани.
  7. 50 % дневного рациона должны составлять животные белки.
  8. Для выведения продуктов белкового обмена требуется гораздо больше воды, чем для расщепления и переработки других компонентов пищи. Во избежание обезвоживания организма в день нужно пить 2 литра негазированной жидкости. Для поддержания водно-солевого баланса, спортсменам рекомендуется употреблять 3 литра воды.

Среди сторонников частого питания бытует мнение, что за один прием пищи может усвоиться не больше 30 грамм белка. Считается, что больший объем нагружает пищеварительный тракт и он не способен справиться с перевариванием продукта. Однако это не более, чем миф.

https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru

Человеческий организм за один присест способен одолеть более 200 грамм протеина. При этом, доля белка пойдет на участие в анаболических процессах или СМП и будет запасена в качестве гликогена. Главное помнить, чем больше протеина поступит в организм, тем дольше он будет его переваривать, но усвоится весь.

Чрезмерное количество белков приводит к увеличению отложения жира в печени, повышенной возбудимости желез внутренней секреции и центральной нервной системы, усиливает процессы гниения, негативно сказывается на работе почек.

Adblock detector