Что является строительным материалом для клеток организма

Остапенко Леонид «АМИНОКИСЛОТЫ — СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ЖИЗНИ»

Живой организм (мы будем вести далее речь лишь об организме человека) — макромолекулярная система, осуществляющая обмен веществ, энергии и самовоспроизведение. Минимальная структурная единица этой системы — клетка, в которой обнаружены шесть обязательных надмолекулярных образований или органелл (субклеточных — с позиций морфологии и надмолекулярных — с позиций химии):

— мембрана, отграничивающая клетку от окружения и разделяющая ее внутреннее пространство на функционально различающиеся отсеки, где происходят разнообразные биохимические процессы;

— митохондрии — образования, высвобождающие и запасающие энергию химических связей; это так называемые «энергетические станции» клеток;

— ядро, где локализованы молекулы-носители генетической информации; именно здесь записана информация о том, какого спортивного «потолка» вы можете достигнуть;

— рибосомы, где генетическая информация реализуется путем синтеза биологически активных молекул в согласии с «инструкцией», доставляемой сюда из ядра;

Благодаря разработке методов выделения субклеточных структур стало возможным изучение их химического состава. Оказалось, что все многообразие молекул, обнаруживаемых в этих частицах из разных по происхождению клеток, можно свести к небольшому числу классов:

1. Извлечение из внешней среды и превращение в приемлемые для организма формы химических соединений — материала для возобновления структур. Эта функция реализуется через прием пищевых продуктов, воды, и через дыхание.

2. Химическое преобразование оказавшихся во внутренней среде соединений (расщепление и синтез, трансформация) и выведение во внешнюю среду продуктов, которые более не используются (конечные продукты).

3. Высвобождение энергии, заключенной в поступающих извне соединениях, ее запасание в приемлемой для организма форме и использование в процессах жизнедеятельности.

1. Источниками материалов для возобновления структур и энергообеспечения служат пищевые продукты, в составе которых организм получает углеводы (карбогидраты), липиды (жиры), белки (протеины), некоторые биологически активные соединения (например, витамины) и минеральные вещества. Белки, углеводы и липиды в усваиваемые формы преобразуются в пищеварительном тракте при участии активных компонентов, которые выделяются соответствующими железами желудка, кишечника, поджелудочной железы и поступают с желчью. Преобразование макромолекул заключается в их деполимеризации, т. е. в разрушении полимеров до мономеров (белков — до аминокислот, углеводов — до простых сахаров, липидов — до свободных жирных кислот и глицерола). Низкомолекулярные биологически активные и минеральные вещества всасываются во внутреннюю среду преимущественно без какой-либо предварительной химической трансформации.

2. Химические соединения с током крови поступают в органы (ткани), где включаются в процессы синтеза (образование специфических для тканей организма человека белков, углеводов, липидов и регуляторных соединений), процессы окислительно-восстановительного распада, в ходе которого высвобождается энергия химических связей. Промежуточные продукты используются в синтезе биологически активных веществ или выполняют регуляторные функции.

3. Высвобождение энергии в ходе окислительно-восстановительного распада сопряжено с ее запасанием в форме универсальных носителей. Они используются как источники энергии для выполнения всех видов работы, свойственных живому. Все перечисленные процессы протекают в организме повсеместно, однако можно отметить и локализацию их в отдельных органах и тканях.

Биомолекулы — обязательные компоненты живых организмов, создающие их характерные свойства — способность к обмену веществ и энергии, самовоспроизведению. Они выступают в качестве субстратов этих процессов или факторов, обеспечивающих их осуществление и (или) регуляцию. Вот их типы:

Первые четыре типа биомолекул объединены понятием «нутриенты» — пищевые вещества, к их числу относятся также и минеральные соединения. Гормоны, выполняющие в организме регуляторную роль, в отличие от нутриентов образуются в специализированных органах — эндокринных железах. Витамины — по происхождению нутриенты, по функции — регуляторные соединения.

Остановимся немного на белках, так как именно белки (полипептиды) — это длинные протеиновые цепи, которые соединены отдельными звеньями — аминокислотами. Не напрасно аминокислоты называют строительными блоками организма! Большинство белков человеческого организма находятся в постоянном процессе синтеза и распада. Неизменный состав белка является выражением динамического равновесия. Каждая клетка нашего организма содержит очень много белка, который является «строительным материалом» для стенок клеток, мышц и волокон. Известно, что в организме человека в день синтезируется от 400 до 800 граммов белка, но только около 20 граммов из них представляет собой белок сократительных элементов мышечных тканей. Приблизительно через 8 дней весь протеин в организме обновляется. У клеток мозга, печени, почечных тканей время этого обновления — 10 дней. Конечным продуктом аминокислотного обмена выступает азот. Азотистый баланс организма соответствует темпам синтеза и распада. Негативный азотистый баланс сигнализирует, что разрушение белка в организме превалирует.

Интересно узнать, что многие тысячи различных видов белков, встречающиеся во всех живых земных организмах — растениях, животных, людях — состоят всего лишь из 20 аминокислот.

Всего же биохимикам известно около 200 различных природных аминокислот, а упомянутые выше 20, обнаруживаемые в белках — это протеиногенные аминокислоты. Классифицировать их можно по разным признакам. С наших позиций предпочтительнее упомянуть классификации, основанные на биологической роли аминокислот:

1. По строению соединений, получающихся при расщеплении углеродной цепи аминокислоты в организме, различают:

а) глюкопластичные (глюкогенные) — при недостаточном поступлении углеводов или нарушении их превращения они через щавелевоуксусную и фосфоэнолпировиноградную кислоты превращаются в глюкозу (глюкогенез) или гликоген. Это крайне нежелательное явление, если ваша цель — наращивание мышечной массы и силы! К этой группе относятся глицин, аланин, серин, треонин, валин, аспарагиновая и глутаминовая кислота, аргинин, гистидин и метионин;

б) кетопластичные (кетогенные) — ускоряют образование кетоновых тел — лейцин, изолейцин, тирозин и фенилаланин (три последние могут быть и глюкогенными).

2. В зависимости от того, могут ли аминокислоты синтезироваться в организме или обязательно должны поступать в составе пищи, различают:

К незаменимым относятся изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин. В детском возрасте незаменимы также аргинин и гистидин (взрослый организм не требует их поступления с пищей). Существуют и другие классификации, которые не имеют особого значения применительно к тому аспекту, в котором мы будем далее рассматривать аминокислоты.

Белки являются главным, наиболее ценным и незаменимым компонентом питания. Это связано с той огромной ролью, которую они играют в процессах развития и жизни человека. Белки являются основой структурных элементов и тканей, поддерживают обмен веществ и энергии, участвуют в процессах роста и размножения, обеспечивают механизмы движений, развитие иммунных реакций, необходимы для функционирования всех органов и систем организма. Примерно 20 % веса тела составляют белки. В течение 5 — 6 месяцев происходит полная замена собственных белков тела человека.

Поскольку резервы белков незначительны, то единственным источником их образования в организме являются аминокислоты белков пищи. Поэтому белки рассматриваются как совершенно незаменимый компонент питания человека любого возраста.

Уменьшение суточной нормы потребления белков приводит к белковому голоданию и быстрому расстройству здоровья. Симптомами белкового голодания являются вялость, похудение, отеки, поносы, дерматиты, анемия, снижение иммунитета, тяжелые нарушения функции печени и поджелудочной железы.

Когда поступление белка в организм ниже, чем его выведение, развивается состояние отрицательного азотистого баланса. Длительное состояние отрицательного азотистого баланса характеризуется потерей мышечной массы, когда организм для поддержания жизни начинает использовать внутренние белковые резервы, что представляет непосредственную угрозу жизни и здоровью. Например, снижение мышечной массы сердца может вызвать тяжелые нарушения его функций. Для активных спортсменов или лиц, ведущих физически активный образ жизни, потеря даже незначительного процента мышечной массы чревата моментальным снижением результативности. Поэтому общим требованием к безопасности ограниченных по калориям диет является отсутствие состояния отрицательного азотистого баланса и белкового дефицита.

Важно не только поступление белков в организм в необходимом количестве, но и их качественный состав. Так как организм использует только аминокислоты, образуемые в результате расщепления пищевых белков, то питательная ценность и качество последних определяются составом и сбалансированностью аминокислот (смотри ниже). Пищевые белки должны обеспечивать поступление в организм всех 20 аминокислот, включая 8 указанных выше незаменимых. Для поддержания нормального обмена веществ необходимо поступление всех аминокислот не только в достаточном количестве, но и в оптимальных пропорциях. Дефицит или дисбаланс аминокислот в пище может вызвать серьезные нарушения здоровья. В связи с этим, основным требованием к здоровому питанию является содержание высококачественных белков, обеспечивающих необходимое количество и сбалансированность аминокислот.

Относительное количество незаменимых аминокислот, которое вы получаете из разных продуктов, заметно варьируется, причем яйца имеют самую высокую биологическую ценность, или наиболее усвояемую комбинацию аминокислот. Рыба, говядина и птица стоят на втором месте в ряду продуктов с самой высокой биологической ценностью, за ними следуют молочные продукты. Овощи являются более бедными источниками белков (протеинов), поскольку они лишены одной или более незаменимых аминокислот, так что они считаются несовершенными протеинами. Метионин часто является той аминокислотой, которой больше всего недостает.

Все требуемые для организма аминокислоты должны быть доступными в одно и то же время для того, чтобы происходил синтез протеина. Аминокислота, которой недостает, является той самой, которая прекращает синтез протеина, и она обозначается как лимитирующий фактор. Питаясь продуктами, которые лимитированы по ряду аминокислот, вы сознательно лишаете себя возможности растить качественные мышцы и силу как минимум, а по максимуму — напрашиваетесь на нарушения здоровья, которые такая практика может за собой повлечь!

Наилучший способ обеспечения того, что вы имеете под рукой исходный материал для синтеза требуемых протеинов — это питаться качественными продуктами, а также принимать широкий спектр аминокислотных добавок, которые имеют высокую биологическую ценность.

Может возникнуть закономерный вопрос: разве нельзя обеспечить поступление в организм всего нужного ему белка, пользуясь натуральными продуктами, скажем, нежирным мясом, яйцами, молочными продуктами? Можно, конечно, но давайте еще подумаем вслух. Если вы весите, скажем, 80 килограммов, то, тренируясь 4 раза в неделю для наращивания мышечной массы, вы будете требовать для нормального функционирования вашего организма не менее чем в 1,5–2 граммах белка (протеина) на каждый килограмм вашего веса, то есть около 120–160 граммов. Если учесть, что даже нежирное говяжье мясо содержит примерно 20 % белка и примерно столько же жира, то, съев 600–800 граммов мяса, вы получите свою дозу протеина, однако вместе с ней вы получаете и 120–160 граммов жира, а не менее 1100–1400 калорий! Вы неминуемо будете наращивать жир в теле при такого рода питании, и этого нельзя избежать, не пользуясь протеиновыми или аминокислотными добавками. Такова современная технология этого процесса. Если же вы перейдете на дополнение вашего питания аминокислотами, добавляя их к каждому приему обычной пищи хотя бы два раза в день, то сбалансируете возможный дефицит отдельных аминокислот и легко снабдите организм нужным белком при минимальном количестве жира.

Конечно, индустрия спортивного питания с успехом решила эту проблему, предложив широкий спектр аминокислотных добавок, как говорится, на любой вкус. Чтобы хорошо ориентироваться в этом многообразии, следует четко представлять себе роль не только протеина в питании при активном образе жизни, но и тех элементов, из которых белки созданы, то есть аминокислот. Это важно еще и потому, что отдельные аминокислоты оказывают специфическое влияние на некоторые процессы, происходящие в вашем организме, так что при вдумчивом подходе к использованию аминокислот можно достигать весьма специфических целей. Поэтому мы предложим далее уникальный материал о том, какую роль играет каждая из протеиногенных и некоторых других аминокислот в организме человека.

Потребность в аминокислотах к сему моменту вам, очевидно, понятна — без них невозможен рост и эффективное функционирование организма. Но для обеспечения этой эффективности прием аминокислот должен быть сбалансированным.

Всемирная Организация Здравоохранения определяет следующую суточную потребность в аминокислотах, обеспечивающую их сбалансированность (в мг):

Белки

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

Белки

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

Белки – обширная группа органических веществ, которые выполняют в организме человека ряд важных функций. Именно они способствуют росту тканей и усвоению пищи, а их нехватка может привести к серьезным и необратимым нарушениям метаболических процессов. Белки, жиры и углеводы составляют основу питания человека, и без этих веществ наше существование невозможно. Но за что отвечает именно протеины? Какими они бывают и чем полезны? О чем могут рассказать анализы на белок в крови? Во всех вопросах разбирался портал MedAboutMe.

Роль белков в организме человека

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

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

Суть белков для человека

Белки входят в состав структурных элементов клеток, без них невозможен рост и обновление любой ткани. Наибольшее содержание протеинов – в мышцах (50% от общей массы), 20% приходится на кости и хрящи, а 10% – на кожу.

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

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

Если нехватка белков критическая, даже при потреблении в пищу достаточного количества углеводов и жирных кислот, человек может умереть от истощения. Лучше всего белки усваиваются из продуктов животного происхождения – мясо и птица, рыба и морепродукты, перепелиные и куриные яйца, молочные и кисломолочные продукты. И при достаточном питании белковое голодание развивается крайне редко. Однако эта опасность может грозить вегетарианцам, поэтому им необходимо особенно внимательно следить за количеством белка в продуктах. Компенсировать отсутствие животной пищи в рационе можно с помощью грибов, бобовых, злаковых и некоторых видов овощей. Подробнее об этом см. в таблице белков в конце статьи.

Белки и рост организма

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

Для полноценного роста ребёнка норма белка должна быть такой:

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

Также считается, что 60% протеина дети должны получать с пищей животного происхождения. Именно в этом случае его будет достаточно для нормального роста и развития организма. Всемирная организация здравоохранения сегодня не рекомендует вводить прикормы детям первого полугодия, находящимся на грудном вскармливании. А кормление грудным молоком или смесями продолжать минимум до 1 года. Такой подход, в частности, дает возможность обеспечить детский рацион достаточным содержанием белков.

Протеиновая пища актуальна для детей в периоды активного роста:

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

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

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

Состав белков

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

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

Молекула белков

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

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

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

Структура белков

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

• Первичная структура белка.

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

• Вторичная структура белка.

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

• Третичная структура.

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

• Четвертичная структура белка.

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

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

Аминокислоты в составе белков

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

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

Основные аминокислоты белков

Все аминокислоты, необходимые для человека, принято делить на заменимые и незаменимые. Дело в том, что некоторые виды этих органических соединений организм способен синтезировать самостоятельно. Их содержание в пище желательно, но в том случае если в продуктах такие аминокислоты отсутствуют, это не отразится на жизнедеятельности.

К этому типу веществ относят такие аминокислоты белков:

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

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

• Аспарагиновая кислота.

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

Аминокислота способствует более долгой жизни клеток, снимает интоксикацию.

Ускоряет восстановительные процессы в организме.

• Глютаминовая кислота (глутамат).

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

Из этой аминокислоты на 30% состоит белок коллаген.

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

Устраняет токсины из печени, помогает наращивать мышцы.

Важный компонент в хрящевой ткани.

Важен для нормального функционирования ЦНС и головного мозга.

Незаменимые аминокислоты

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

К этому классу относятся такие аминокислоты белков:

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

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

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

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

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

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

Важная составляющая в процессе синтеза гормона серотонина.

Регулирует уровень глюкозы в крови, предупреждает повреждения мышечной ткани.

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

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

Биосинтез белков

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

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

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

Правильный белковый обмен веществ – это баланс между распадом и синтезом белков. Для начала организму должно хватать аминокислот для построения новых соединений. Нарушения на этом этапе могут происходить по двум причинам: недостаточное питание с малым содержанием белка, невозможность расщепить и усвоить протеины (например, ферментопатии). Нарушенный биосинтез белков на этом этапе проявляется такими симптомами:

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

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

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

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

Классы белков и их функции

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

• Структурные компоненты.

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

• Транспортные протеины.

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

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

• Белки, обеспечивающие движение (сократительные).

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

• Защитные компоненты.

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

• Регуляторные белки.

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

• Резервные (пищевые) протеины.

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

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

Анализ на белки: виды обследований

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

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

Биохимический анализ показывает содержание в сыворотке крови альбумина, С-реактивного белка, а также продуктов распада, возникающих в ходе белкового обмена. Все эти показатели помогают оценить общее состояние организма, выявить болезни почек и печени, нарушения метаболизма разной этиологии, последствия термических и химических ожогов, некрозов органов и прочего. Кроме этого, данные помогают врачам заподозрить наличие раковых опухолей.

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

Еще один анализ, в котором оценивается содержание белков – общий анализ мочи. В отличие от крови, в норме здесь может вообще не быть протеинов. Показатель дает возможность выявить нарушения функций почек и мочевыводящих путей, а также опухолевые процессы.

Норма белка в крови (биохимия)

Нормы общего белка в крови:

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

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

Другие важные показатели биохимического анализа крови:

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

Повышенный белок в крови

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

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

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

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

Повышенный белок в моче

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

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

Повышенное содержание белков в моче наблюдается и у детей первых дней жизни. Для взрослых допустимая норма белка в утренней моче – до 0,03 г/л.

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

Другие причины повышенного белка:

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

Дефицит белка в организме

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Дефицит белка легкой степени проявляется такими симптомами:

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

Переизбыток белка в организме

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

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

Повышенное содержание белков приводит к таким нарушениям:

• Болезни и патологии печени и почек.

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

• Нарушения пищеварения.

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

• Воздействие на ЦНС.

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

• Повреждение костной ткани (остеопороз).

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

Белки, жиры, углеводы

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

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

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

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

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

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

Количество белков в рационе

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

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

Нормы могут меняться в зависимости от потребностей организма и состояния здоровья. Например, при заболеваниях печени и почек количество белка можно уменьшить. А вот перед серьезной физической нагрузкой, походом, соревнованиями и прочим, наоборот, увеличить содержание протеинов в меню.

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

Вегетарианские диеты, если они не являются лечебными и не призваны специально сократить количество протеина, должны обязательно проходить с повышенным содержанием белковых продуктов растительного происхождения.

Содержание белков в продуктах

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

При подсчете необходимого объёма нужно учитывать еще несколько факторов:

• Усвоение белковой пищи.

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

• Термическая обработка.

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

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

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

Животные белки

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

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

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

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

Растительные белки

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

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

Что является строительным материалом для клеток организма

Министерство здравоохранения Республики Башкортостан. Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Республиканский кардиологический центр

450106, г.Уфа, ул. Ст. Кувыкина, 96. Контакт-центр: +7 (347) 286-28-76 Email: ufa.rkc@doctorrb.ru

Новости

Неделя снижения потребления соли

Работа Центра управления сердечно-сосудистыми рисками

День борьбы с ожирением

C 1 ноября в ГБУЗ РКЦ будет доступна новая платная услуга «ФГДС под наркозом»

Поздравляем с Днем статистики!

Специалисты кардиоцентра провели транслюминальную баллонную ангиопластику легочных артерий при тяжёлой ТЭЛА.

Выезд в Бураевский район.

Сегодня отмечается Всемирный день зрения.

14 октября состоится научно-образовательное мероприятие Школа НОАТ «Отвечаем на актуальные вопросы антитромботической терапии на конкретных примерах».

От коллектива Республиканского кардиологического центра поздравляю всех жителей и гостей с Днем Республики!

Мастер класс для врачей функциональной диагностики

Посылка солдату

День открытых дверей

Голосуем за наших медсестер!

Вчера прошла школа для врачей по неотложной кардиологии «Диагностика и лечение острого инфаркта миокарда. Современные клинические рекомендации»

Горячие линии

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

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

Источник https://sport.ulgov.ru/index.php/press-tsentr/elektronnaya-biblioteka/981-ostapenko-leonid-aminokisloty-stroitelnyj-material-zhizni

Источник https://medaboutme.ru/zdorove/spravochnik/slovar-medicinskih-terminov/belki/

Источник http://rkdb.ru/belok-chast-1-belki-yavlyayutsya-osnovnym-stroitelnym-materialom-dlya-organizma-dlya-raboty-myshc-i-immunnoj-sistemy/