какую часть массы клетки составляют белки
Белок: функции, нормы, особенности и источники
Материал проверила и прокомментировала Горбачёва Наталья Леонидовна, диабетолог, диетолог, эндокринолог, ведущий специалист сети клиник «Семейная»
Что такое белок
Белки — главный строительный материал организма. Он участвует в создании мышц, сухожилий, органов и кожи, а также нужен для производства ферментов, гормонов, нейромедиаторов и различных молекул, которые выполняют множество важных функций. Белки состоят из более мелких молекул, аминокислот, которые соединяются вместе, как бусы на нитке. Эти связанные аминокислоты образуют длинные белковые цепи, которые затем складываются в сложные формы. Некоторые аминокислоты организм производит самостоятельно, другие можно восполнить только с помощью еды.
Функции белка в организме
Рост мышц и повышение выносливости
Организму необходим протеин, ведь мышцы в основном состоят из белка. Как и большинство тканей тела, мышцы динамично разрушаются и восстанавливаются, поэтому им необходим строительный материал для роста. Чтобы мышечная масса увеличивалась, в организме должен быть положительный белковый баланс. Его также называют азотным, из-за высокого содержания этого элемента в протеине. Употребление белка помогает не только нарастить мышцы при занятиях спортом, но и предотвратить их потерю, если вы придерживаетесь строгих диет [1] [2].
Биохимические процессы
Белки — ферменты, они помогают тысячам биохимических реакций, происходящих внутри клеток организма [3]. В том числе активируют метаболизм посредством объединения с другими молекулами — субстратами. Ферменты также могут функционировать и вне клетки, например, пищеварительные — лактоза и сахароза, которые помогают переваривать сахар. От их количества зависит пищеварение, свертывание крови и энергетический баланс. Дисбаланс некоторых ферментов может привести к сбоям в работе большинства систем организма [4].
Гормональный баланс
Некоторые белки представляют собой гормоны, которые как химические посредники помогают взаимодействовать различным клеткам организма. Их производят эндокринные ткани и железы, а затем белки транспортируются по внутренним органам. Эти гормоны делят на три группы: белок и пептиды, стероиды и амины [5].
Структура тканей
Некоторые белки являются волокнами, придающими жесткость клеткам: кератин, коллаген и эластин. Они помогают формировать каркас тканей тела [6]. Кератин — строительный материал для кожи, волос и ногтей, коллаген — структурный белок костей, кожи, связок и сухожилий, а эластин позволяет тканям возвращаться в первоначальную форму после растяжений и сокращений.
Правильный pH
Белок играет жизненно важную роль в регулировании концентрации кислот и оснований в крови и других жидкостях организма [7]. Этот баланс измеряется с помощью шкалы pH от 0 до 14, где 0 — максимально кислый, 7 — нейтральный, 14 — наиболее щелочной. Протеины — один из способов регулирования этих показателей. Например, гемоглобин — тоже белок, из которого состоят эритроциты. Он связывает небольшое количество кислоты, помогая поддерживать нормальный уровень pH в крови.
Хороший иммунитет
Белки помогают формировать иммуноглобулины или антитела для борьбы с инфекцией [8] [9]. Антитела — белки в крови, которые помогают защитить организм от бактерий и вирусов. Вырабатывая их в качестве реакции на вторжение чужеродных элементов, клетки в дальнейшем лучше противостоят похожим заболеваниям.
Баланс жидкости
Альбумин и глобулин — белки крови, которые помогают сохранить баланс жидкости в организме, удерживая воду в клетках [10] [11]. При недостатке протеина могут возникать отеки, так как жидкость вытесняется в промежутки между клетками [12].
Нормализация веса
Белок важен для тех, кому необходимо нормализовать вес. Некоторые эксперименты ученых подтверждают, что увеличение количества белка в рационе ведет к повышению скорости метаболизма и снижению аппетита [13]. Протеин хорошо насыщает, в результате чего реже хочется перекусывать, снижается объем порций в основных приемах пищи [14] [15]. В одном из исследований женщины 12 недель употребляли белковую пищу в количестве 30% от дневной калорийности рациона. В среднем каждая из участниц эксперимента потеряла порядка пяти килограмм веса, сохранив здоровые пищевые привычки [16].
Норма белка в день
Если вы каждый день едите продукты животного происхождения, такие как мясо, рыбу, яйца или молочные продукты, вы, вероятно, получаете достаточно белка. Если придерживаетесь растительной диеты, получить незаменимые аминокислоты, необходимые организму, будет сложнее. Среднестатистические нормы протеина в рационе на один килограмм веса:
В некоторых случаях требуется больше белка, например, в периоды болезни, интенсивных занятий спортом, а также при беременности и кормлении грудью [17] [18]. Данные о точном количестве вещества разнятся, поэтому правильно будет проконсультироваться с лечащим врачом, который подберет индивидуальный рацион, исходя из особенностей организма. Так, авторы одного исследования утверждают, что беременным женщинам в день необходимы 1,2–1,52 г протеина на один кг веса [19]. Другие врачи рекомендуют потреблять дополнительно 1,1г белка на кг веса [20]. Суточная норма белка во время грудного вскармливания составляет 1,3 г на килограмм в день плюс 25 дополнительных граммов [21].
Активным людям требуется больше белка, чем тем, кто ведет малоподвижный образ жизни. Спортсменам, предпочитающим тренировки на выносливость, необходимо около 1,2–1,4 г на каждый кг веса [22] [23]. Достаточное количество протеина необходимо для предотвращения развития заболеваний, таких как остеопороз. Пожилым людям, а также тем, кто восстанавливается после травмы или операции, требуется до 1–1,3 г на один кг массы тела [24] [25].
Сколько белка в яйцах, курице и твороге
Эти продукты врачи и диетологи чаще всего упоминают как отличные источники протеина:
Яйца. Содержат 6-7 г белка на штуку среднего размера. Содержатся они именно в белковой части яйца. Поэтому в фитнес-меню часто присутствуют блюда без желтка, но на самом деле, при сбалансированном рационе нет смысла от них отказываться.
Курица. Если необходимо добавить белка в рацион, выбирайте куриную грудку — в ней больше волокон и меньше жира. На 100 г продукта — 27% белка. Оптимальный ингредиент для повышения уровня белка в организме, если вы не придерживаетесь растительной диеты.
Творог. В 200-граммовой пачке творога содержится 35 г белка, что соответствует почти трети среднестатистической дневной нормы. Отдавайте предпочтение творогу средней жирности, так как обезжиренного усваивается меньше необходимым микроэлементов.
Продукты, богатые белком
В первую очередь, протеин попадает в организм из животных продуктов. Средние показатели белка на 100 г продукта:
Вегетарианцам и веганам стоит позаботиться о наличии растительного белка в рационе. Это могут быть бобовые, крупы, соевые и цельнозерновые продукты:
Норма белка в моче и крови
Лучший способ проверить, хватает ли организму белка, — сдать анализы, например биохимический анализ крови. В норме концентрация белка в крови взрослого человека должна составлять 62–86 г/л, а у детей — от 45 до 80 г/л. Снижение этих показателей возникает в результате ряда заболеваний, в том числе первичных иммунодефицитов, нарушениях обмена веществ, дисфункциях желудочно-кишечного тракта, а также дефицита протеина в рационе.
Превышение нормы встречается редко, но оно может указывать на хронические тяжелые инфекции (такие как туберкулез), ускоренный распад эритроцитов, системные опухоли или обезвоживание организма.
С-реактивный белок — фракция протеинов плазмы, которая повышается при наличии в организме воспалительного процесса. Синтезируется в ответ на попадание в кровь токсинов патологических микроорганизмов и обезвреживает их путем их связывания, а также запускает иммунные реакции. С-реактивный белок в норме отсутствует в крови (либо его показатели не превышают 0,4 мг/л). Большие значения указывают на развитие патологий: инфекционных и вирусных заболеваний, панкреатита, пиелонефрита, гепатита, язвенного колита и онкологии.
Помимо крови, белок учитывают в анализе мочи. Небольшое его количество встречается и у здоровых людей, в норме — до 140 мг/л (до 0,140 г/л). При активной физической нагрузке показатели не должны превышать 250 мг/сутки (0,250 г/л). Для того, что точнее узнать потери белка с мочой, необходимо проводить исследование его концентрации в суточных анализах. Их назначают при заболеваниях мочевыделительной системы и почек, инфекциях, а также для контроля осложнений, в том числе при приеме препаратов, оказывающих нефротоксическое действие — поражение почек.
Переизбыток белка
Высокое потребление белка может нанести вред людям с заболеваниями почек [26]. Двумя основными факторами риска почечной недостаточности являются высокое кровяное давление (гипертония) и диабет. И то, и другое провоцируется переизбытком белка [27] [28]. Точное количество необходимого протеина варьируется в зависимости от возраста, состояния здоровья и образа жизни. Исследование с участием здоровых мужчин, занимающихся силовыми тренировками, показало, что ежедневное употребление 3 г белка на кг массы тела в течение года не имело никаких неблагоприятных последствий для здоровья [29]. Даже 4,4 г на кг веса в течение двух месяцев не вызывало никаких побочных эффектов [30].
Нет никаких доказательств того, что потребление белка в разумных количествах причиняет вред здоровым людям. Напротив, существует множество доказанных преимуществ. Однако, если у вас заболевание почек, следует следовать советам врача и ограничить потребление протеинов.
Богатое белками, но бедное жирами и углеводами питание — нагрузка на почки и печень. Переизбыток белка на фоне нехватки других необходимых организму веществ выражается в проблемах с пищеварением, неприятном запахе изо рта и постоянной жажде.
Недостаток белка
Помимо показателей медицинских анализов есть и другие признаки недостатка протеина, которые вы можете заметить перед походом к врачу.
Постоянный голод
Белки насыщают и заряжают энергией надолго, но в качестве перекуса многие из нас используют не белковые продукты, а содержащие углеводы: бананы, печенье, конфеты, выпечку и бутерброды. Еда, богатая углеводами, приводит к быстрому подъему уровня сахара (и мы чувствуем себя сытыми) и такому же быстрому падению (через полчаса мы снова голодны). Этот же эффект вызывает тягу к сладкому: организму не хватает сил, а конфета — самый быстрый способ их получить. Правда, ненадолго.
Слабые волосы и ногти
Ногти и волосы — это тоже белок, а точнее, кератин. Для их здоровья регулярное потребление белковой пищи абсолютно необходимо, иначе организму неоткуда будет брать строительный материал. При дефиците белка волосы становятся тонкими, слабыми и тусклыми, плохо растут и секутся, а ногти начинают ломаться и расслаиваться.
Медленное заживление ран
Если даже маленькая царапина заживает дольше недели, это тоже может быть признаком недостатка белка. Он входит в состав клеток мышечной ткани, кожи и крови, поэтому, если макроэлемента не хватает, на ремонт повреждений у организма уходит гораздо больше времени.
Частые инфекционные болезни
По мнению доктора Алиссы Рамси из американской Академии питания и диетологии, белок также необходим для построения клеток иммунной системы — если вы едите мало белковых продуктов, со временем защита организма может ослабеть.
Без белка замедляется выработка интерферона и лизоцима, «защитников», отбивающих атаки патогенов. Иммунитет перестает справляться с бактериями и вирусами, и мы болеем чаще. Причем любыми инфекционными заболеваниями: у людей на низкобелковой диете часто диагностируют инфекции.
Отеки
Дефицит белка приводит к нарушению водно-солевого баланса, из-за чего жидкость скапливается в тканях. Результат — мешки под глазами и опухшее по утрам лицо, отеки лодыжек и стоп, чувство тяжести в ногах, которое появляется уже в середине дня, даже если вы носите удобную обувь.
Снижение веса
У нашего организма свои приоритеты. Если белка не хватает, то все поступающие протеины направляются туда, где они жизненно необходимы, то есть к внутренним органам. Мышцам при этом почти ничего не достается, и они начинают уменьшаться в объеме. Правда, снижение мышечной массы при белковой недостаточности заметить трудно — за счет отеков вес может оставаться относительно стабильным или снижаться очень медленно. Зато вы точно заметите другие признаки постепенной атрофии мышечной ткани — слабость и быструю утомляемость. Люди, желающие скорректировать вес, часто отказываются от жиров или белка, но это ошибка. Важно соблюдать баланс: основу правильной диеты составляют мясо, рыба (или продукты с высоким содержанием белка растительного происхождения), крупы и овощи.
Плохое настроение
Белок, помимо всего прочего, важен для синтеза нейромедиатора серотонина. Именно он отвечает за хорошее настроение и стрессоустойчивость. Недостаток серотонина приводит не только к хандре, плаксивости и мрачным мыслям, но и к бессоннице, повышенной тревожности, нервозности и склонности взрываться по пустякам.
Комментарии эксперта
Горбачёва Наталья Леонидовна, диабетолог, диетолог, эндокринолог, ведущий специалист сети клиник «Семейная»
«Правильный белковый обмен веществ — баланс между распадом и синтезом белков. Организму должно хватать аминокислот для построения новых соединений. Степень усвоения белка зависит от его происхождения и способа термической обработки. Элемент не способен накапливаться в организме, его излишки выводятся с помощью почек. Поэтому чрезмерное потребление белка негативно сказывается на их состоянии
Причинами нарушений белкового обмена могут стать наследственные заболевания: подагра, а также тяжелые состояния, такие как онкопатологии, следствие радиационного облучения и прочее. Но в большинстве случаев у взрослого человека симптомы нарушения биосинтеза белков говорят о несбалансированном рационе питания.
Недостаток белков — актуальная проблема. Одних она настигает при избавлении от лишнего веса, других — при вегетарианстве, а третьих — из-за заболеваний пищеварительной и эндокринной систем. Дефицит белков может не проявляться клинически, но последствия недостатка протеина довольно печальны:
Если биосинтез белков нарушен на этапе построения, человек может страдать от белкового отравления. Характерными признаками интоксикации являются поражение печени и почек, нарушения работы ЖКТ. Переизбыток белка влияет на центральную нервную систему вплоть до серьезных поражений при врожденных нарушениях обмена веществ. При ухудшении самочувствия необходимо сдать анализы и получить рекомендации специалиста. »
Белки
Белки – высокомолекулярные природные вещества, состоящие из цепочки аминокислот, которые связаны пептидной связью. Важнейшей ролью данных соединений является регуляция химических реакций в организме (ферментативная роль). Помимо этого, они выполняют защитную, гормональную, структурную, питательную, энергетическую функции.
По строению белки подразделяют на простые (протеины) и сложные (протеиды). Количество аминокислотных остатков в молекулах различно: миоглобина – 140, инсулина – 51, что объясняет высокую молекулярную массу соединения (Mr), которая варьируется в диапазоне от 10 000 до 3 000 000 дальтон.
17% от общего веса человека составляют белки: 10% приходится на кожу, 20% – на хрящи, кости, 50% – на мышцы. Несмотря на то, что роль протеинов и протеидов на сегодня досконально не изучена, функционирование нервной системы, способность к росту, размножению организма, протекание обменных процессов на клеточном уровне напрямую связано с деятельностью аминокислот.
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.
В 1836 году впервые Мулдером предложена новая модель химического строения белка, основанная на теории радикалов. Она оставалась общепризнанной до 1850 годов. Современное название белка – протеин – соединение получило в 1838 году. А к концу XIX века немецкий ученый А. Коссель сделал сенсационное открытие: он пришел к заключению, что основными структурными элементами «строительных компонентов» выступают аминокислоты. Данную теорию в начале XX века экспериментально доказал немецкий химик Эмиль Фишер.
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. Изучение данного высокомолекулярного органического соединения продолжается по сей день.
Структура белков
Основные структурные единицы белков – аминокислоты, состоящие из аминогрупп (NH2) и карбоксильных остатков (СООН). В ряде случаев, азотоводородные 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). 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.
Строительный материал для белков соединяется между собой полипептидной связью, которая образуется путём связывания 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. Чаще всего в состав белковых цепей входит 100 – 400 аминокислотных остатков, а иногда и 1000 – 1500. Протеины за счёт внутримолекулярных взаимодействий образуют специфические пространственные структуры. Их называют конформациями белков.
Различают четыре уровня организации протеинов:
По форме строения белки разделяют на 3 группы:
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 ним относят ферменты, транспортные компоненты крови, белки тканей.
Мембранные соединения – полипептидные структуры, которые встроены в оболочку клеточных органелл. Данные соединения выполняют функцию рецепторов, пропуская через поверхность необходимые молекулы и специфические сигналы.
На сегодняшний день насчитывается огромное разнообразие белков, определяемое числом входящих в них аминокислотных остатков, пространственной структурой и последовательностью их расположения.
Однако для нормальной жизнедеятельности организма требуется всего 20 альфа – аминокислот L – ряда, 8 из которых не синтезируются человеческим организмом.
Физические и химические свойства
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). Заряд белковой молекулы зависит от соотношения карбоксильных (–СООН), аминных (NH) остатков и рН среды. Интересно, что в структуре протеинов животного происхождения больше дикарбоновых аминокислот (глютаминовой и аспарагиновой), что определяет их отрицательный потенциал в водных растворах.
Некоторые вещества содержат значительное количество диаминокислот (гистидина, лизина, аргинина), ввиду чего они ведут себя в жидкостях как белки-катионы. В водных растворах соединение 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. Это означает, что основная масса белков сворачивается в кислой среде, а малая часть – в щелочной.
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. Если каким-то образом разрушить связи, которые удерживают пространственную структуру протеина, то упорядоченная конформация вещества деформируется, вследствие чего молекула принимает форму случайного хаотичного клубка. Данное явление называют денатурацией.
К изменению свойств белка ведет воздействие химических и физических факторов: высокой температуры, облучения ультрафиолетом, энергичным встряхиванием, соединением с протеиновыми осадителями. В результате денатурации компонент теряет биологическую активность, утраченные свойства не возвращаются.
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.
Виды белков по возможности синтеза в организме
Значение аминокислот для организма человека нельзя недооценивать. Они выполняют роль нейромедиаторов, нужны для правильной работы головного мозга, снабжают энергией мышцы, контролируют адекватность выполнения своих функций витаминами и минералами.
Главным образом значение соединения заключается в обеспечении нормального развития и функционирования организма. Аминокислоты вырабатывают ферменты, гормоны, гемоглобин, антитела. Синтез белков в живых организмах идет постоянно.
Однако данный процесс приостанавливается, если в клетках отсутствует хоты бы одна незаменимая аминокислота. Нарушение образования протеинов приводит к расстройствам пищеварения, замедлению роста, психо-эмоциональной неустойчивости.
Большая часть аминокислот синтезируется в организме человека в печени. Однако существуют такие соединения, которые должны в обязательном порядке ежедневно поступать с продуктами питания.
Этим обусловлено распределение аминокислот на следующие категории:
Каждая группа веществ обладает специфическими функциями. Рассмотрим их подробно.
Незаменимые аминокислоты
Органические соединения данной группы человек не в состоянии производить самостоятельно, однако они необходимы для поддержания его жизнедеятельности.
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 выработке протеина.
Самые значимые аминокислоты для человеческого организма, в частности для спортсменов и их значение.
Недостаток незаменимых аминокислот в организме человека приводит к:
При занятиях спортом дефицит вышеописанных структурных единиц снижает спортивные результаты, увеличивая риск получения травм.
Пищевые источники незаменимых аминокислот
| 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.
Полузаменимые
Соединения, принадлежащие данной категории, способны вырабатываться организмом только при условии частичного их поступления с продуктами питания. Каждая разновидность полузаменимых кислот выполняет особые функции, которые нельзя заменить.
Рассмотрим их виды.
Отличительная особенность полузаменимых аминоксилот – возможность их использования организмом для образования протеинов вместо метионина, фенилаланина.
Заменимые
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:
Таким образом, аминокислоты задействованы в протекании всех жизненно важных функций в организме человека. Перед приобретением пищевых добавок рекомендуется проконсультироваться со специалистом. Несмотря на то, что прием препаратов аминокислот хоть и считается безопасным, однако может обострить скрытые проблемы со здоровьем.
Виды белка по происхождению
Сегодня различают следующие виды протеина: яичный, сывороточный, растительный, мясной, рыбный.
Рассмотрим описание каждого из них.
Таким образом, для снижения веса, набора мышечной массы, при работе на рельеф рекомендуется применять комплексные протеины. Они обеспечивают пиковую концентрацию аминокислот сразу после употребления.
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 соевым протеином.
Значение для человека
Роль, которую протеины играют в живых организмах настолько велика, что рассмотреть каждую функцию практически невозможно, однако мы кратко осветим важнейшие из них.
Помимо вышеперечисленных функций, белки регулируют уровень pH внутренней среды, выступают резервным источником энергии, обеспечивают развитие, размножение организма, формируют способность к мышлению.
В комплексе с триглицеридами протеины участвуют в закладке клеточных мембран, с углеводами – в продуцировании секретов.
Синтез белков
Синтез белков – сложный процесс, протекающий в рибонуклеопротеиновых частицах клетки (рибосомах). Протеины трансформируются из аминокислот и макромолекул под контролем информации, зашифрованной в генах (в ядре клетки).
Каждый белок состоит из ферментных остатков, которые определяются нуклеотидной последовательностью генома, кодирующего данную часть клетки. Поскольку ДНК сосредоточено в ядре клетки, а синтез протеинов идёт в цитоплазме, информацию с кода биологической памяти на рибосомы передаёт специальный посредник, называемый и-РНК.
Биосинтез белка происходит в шесть этапов.
Новообразованные протеины содержат на конце полипептидные фрагменты, которые выполняют функцию сигналов, направляющих вещества к области воздействия.
Трансформацией белков управляют гены-операторы, которые в совокупности со структурными генами образуют ферментативную группу, называемую оперон. Эту систему контролируют гены-регуляторы при помощи специальной субстанции, которую они, при потребности, синтезируют. Взаимодействие этого вещества с оператором приводит к блокировке контролирующего гена, и как следствие, прекращению работы оперона. Сигналом к возобновлению работы системы служит реагирование субстанции с частицами-индукторами.
Суточная норма
Как видно, потребность организма в белках зависит от возраста, пола, физического состояния, нагрузки. Недостаточность протеина в продуктах приводит к нарушению деятельности внутренних органов.
Обмен в человеческом организме
Белковый метаболизм – совокупность процессов, отражающих деятельность протеинов внутри организма: переваривание, расщепление, усвоение в пищеварительном тракте, а также участие в синтезе новых веществ, требуемых для жизнеобеспечения. Учитывая, что протеиновый обмен регулирует, интегрирует и координирует большинство химических реакций, важно понимать основные этапы трансформаций белка.
В метаболизме пептидов ключевую роль играет печень. Если фильтрующий орган прекращает участие в данном процессе, то через 7 дней наступает летальный исход.
Последовательность протекания обменных процессов.
Расщепление протеинов начинается в желудке под влиянием желудочного сока (рН 1,5-2), который содержит фермент пепсин, ускоряющий гидролиз пептидных связей между аминокислотами. После этого переваривание продолжается в двенадцатиперстной и тощей кишке, куда поступают панкреатический и кишечный сок (рН 7,2-8,2), содержащий неактивные предшественники энзимов (трипсиноген, прокарбоксипептидазу, химотрипсиноген, проэластазу). Слизистой оболочкой кишечника вырабатывается фермент энтеропептидаза, который активирует данные протеазы. Протеолитические вещества содержатся и в клетках слизистой выстилки кишечника, ввиду чего гидролиз малых пептидов происходит после окончательного всасывания.
В результате таких реакций, 95-97 % белков расщепляются до свободных аминокислот, которые абсорбируются в тонком кишечнике. При нехватке или низкой активности протеаз, неусвоенный белок поступает в толстый кишечник, где подвергается процессам гниения.
Белковая недостаточность
Белки – класс высокомолекулярных азотсодержащих соединений, функциональная и структурная составляющая 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:
Помните, признаки легкой формы белковой недостаточности продолжительное время могут отсутствовать или быть скрытыми.
Однако любая фаза протеинового дефицита сопровождается ослаблением клеточного иммунитета и повышением восприимчивости к инфекциям.
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:
Нехватка протеина в пищевом рационе особенно неблагоприятно влияет на детский организм: замедляется рост, нарушается образование костной ткани, задерживается умственное развитие.
Различают две формы белковой нехватки у детей:
Наряду с этим, у детей и взрослых, могут развиваться смешанные формы протеинового дефицита.
Причины развития белковой нехватки
Возможными причинами развития белковой нехватки являются:
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. Если нехватка белка осложнена поносом, то больным предпочтительно давать йогуртовые составы. Ни в коем случае не рекомендуется употреблять молочные продукты ввиду неспособности организма перерабатывать лактозу.
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. Также берутся анализы на содержание альбумина плазмы, кожные антигены, общее число лимфоцитов и CD4+ Т-лимфоцитов, которые 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.
Помните, для профилактики белковой недостаточности важно ежедневно включать в пищевой рацион протеиновые продукты растительного, животного происхождения.
Передозировка
Поступление пищи, богатой протеином в избыточном количестве оказывает негативное влияние на здоровье человека. Передозировка белка в рационе питания не менее опасна, чем недостаток.
Характерные симптомы излишка протеинов в организме:
Определить нарушение протеинового обмена можно при помощи азотистого равновесия. Если количество получаемого и выводимого азота равны, считается что человек имеет положительный баланс. Отрицательное равновесие свидетельствует о недостаточном поступлении или плохом усвоении белка, что приводит к сжиганию собственного протеина. Данное явление лежит в основе развития истощения.
Незначительное превышение белка в рационе, требуемое для поддержания нормального азотистого баланса, не представляет 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. Избыточное количество строительного компонента приводит к формированию кислой реакции организма, увеличению потери кальция. Помимо этого, в состав животного белка часто входят пурины, которые могут откладываться в суставах, что является предвестием развития подагры.
Передозировка белка в организме человека – крайне редкое явление. Сегодня в обычном рационе полноценных протеинов (аминокислот) катастрофически не хватает.
Часто задаваемые вопросы
Какие плюсы и минусы протеинов животного и растительного происхождения?
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. Помимо этого, изделия животного происхождения часто содержат вредные компоненты (гормоны, антибиотики, жиры, холестерин), которые вызывают отравление организма продуктами распада, вымывают «кальций» из костей, создают лишнюю нагрузку на печень.
Растительные белки хорошо усваиваются организмом. Они не содержат вредные компоненты, которые идут вместе с животными протеинами. Однако растительные белки не избавлены от недостатков. Большинство продуктов (кроме сои) сочетаются с жирами (в семенах), содержат неполный набор незаменимых аминокислот.
Какой белок лучше всего усваивается в человеческом организме?
Данная разбежность объясняется тем, что органы ЖКТ не вырабатывают ферменты, необходимые для расщепления всех видов белка.
Какие существуют рекомендации к употреблению протеинов?
Сколько протеина может усвоиться за раз?
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.
Человеческий организм за один присест способен одолеть более 200 грамм протеина. Часть 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.
Вывод
Белки – это составная часть всех клеток, тканей, органов в организме человека. Протеины отвечают за регуляторные, двигательные, транспортные, энергетические и обменные функции. Соединения участвуют в процессах всасывания минеральных веществ, витаминов, жиров, углеводов, повышают иммунитет и служат строительным материалом для мышечных волокон.
Ежедневное поступление белка в достаточном количестве (см. Таблица № 2 «Потребность человека в протеинах») – залог сохранения здоровья и хорошего самочувствия в течение дня.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru