Функциональное значение белков в организме. Белковая пища – все, что вы хотели знать о белках. Белок и его основные функции
Всё, что мы употребляем в пищу состоит из жиров, углеводов или белков в большем или меньшем соотношении. Каждый компонент важен для нормальной работы организма. Сегодня поговорим подробнее о белках.
Что такое белок?
Всё в нашем мире состоит из молекул, в том числе и белки. Молекулы белков - более или менее длинные цепочки из мономерных L-аминокислот, в которые могут входить как модифицированные аминокислотные остатки, так и некоторые компоненты неаминокислотной природы. Белки человеческого организма состоят из комбинаций 20 аминокислот, что обусловливает нескончаемое разнообразие белковых структур, трудноподдающееся подсчёту даже современными средствами. Условно белки, состоящие из менее чем 99 аминокислотных остатков, называют пептидами.
В результате редкие белки стали слишком разбавленными и больше не обнаруживались. Манн миниатюризировал трубки, используемые в этой форме хроматографии, до такой степени, что они имели диаметр всего несколько миллиардов долей метра. Для этих трубок ему требуется только небольшое количество образца: «С помощью нашей нанохроматографии мы можем также захватить белки в достаточно высокой концентрации, которые присутствуют только в очень малых количествах».
Только десять процентов ограничены конкретными типами ячеек. Для того, чтобы электрически нейтральные белки, которые фрагментированы на более мелкие пептидные фрагменты, чтобы их можно было отправить на разные траектории электрическим полем масс-спектрометра, они сами должны быть электрически заряжены. Поэтому пептиды ионизируются методом электрораспыления.
Если белок или пептид содержит только аминокислоты, он называется простым, если же ещё что-либо - сложным. К сложным белкам, например, относятся липопротеиды, в которых аминоксилотные остатки белка связаны с липидами. В зависимости от свойств липидов, липопротеиды делятся по низкой плотности и высокой плотности. И те и другие осуществляют транспорт холестерина, однако липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) несут его в ткани, а липопротеиды высокой плотности (ЛПВП) - на утилизацию.
Метод Манна стал стандартом в лабораториях протеомики во всем мире. Без соответствующей компьютерной поддержки это все еще немыслимо. Это позволяет нескольким образцам пациента сравнивать и определять, как изменяется концентрация белка во времени. Но до того, как протеомика может переместиться в больницы, процедуры должны пройти еще быстрее. В настоящий момент мы оптимизируем рабочий процесс нашего завода, чтобы мы могли исследовать как можно больше образцов. Через год мы, вероятно, будем готовы проанализировать 100 протеомов в день, - говорит Маттиас Манн.
Если белки связываются с мукополисахаридами, они становятся гликопротеидами, с металлами - металлопротеидами, с ДНК или РНК - нуклеопротеидами, с фосфорной кислотой - фосфопротеидами и так далее.
Синтез белка в организме человека
Каждый живой организм состоит из белков, однако эти белки специфичны именно для него, и он строит их самостоятельно из «кирпичиков»-аминокислот. Растения превращают в белки азот и энергию солнца. Человек строит белки из аминокислот, большая часть которых синтезируется в самом организме, однако десять незаменимых аминокислот должны поступать с пищей. Белки синтезируются в строгом соответствии с генетическим кодом на рибосомах клеток. Этот сложный процесс течёт со скоростью до 20 аминокислот в минуту!
Затем исследователи смогут исследовать, как изменяется уровень белка у пациента в течение дня или по мере прогрессирования заболевания. Уже сейчас ученые могут сравнивать группы людей, чтобы определить различия в метаболизме больных и здоровых пациентов. С этой целью Манн и врачи клиники Университета Копенгагена изучали, как белки людей с ожирением изменяются, поскольку они питаются в течение восьми недель.
Не все говорят прямо на диете
Избыточный вес, тело реагирует как воспаление и все чаще производит белки, которые характерны для воспалительных реакций. Исследователи хотели узнать, уменьшается ли количество воспалительных белков у всех пациентов во время рациона. Оказалось, что это не тонет со всеми людьми во время диеты. Не все говорят одинаково.
Учёные, проводя опыт, смогли пометить аминокислоты и проследить, как быстро они будут обнаружены в органах человека. Оказалось, что уже через 5 дней половина аминокислот была использована организмом для строительства белков. Последующие опыты показали, что полная смена аминокислот происходит каждые полгода. Настолько интенсивно и непрерывно идёт белковый обмен.
Анализ протеом все еще осложняется многими вариантами, в которых могут присутствовать белки. Например, белок доков убиквитин по возрастным или дефектным белкам. Эта стыковка инициирует процесс деградации, при котором белок постепенно разбирают. Многие белки также активируются путем присоединения к ним молекулы фосфата. Этот процесс называется фосфорилированием.
Белок. Норма потребления
Таким образом, Манн смог доказать, что дневной ритм живого организма решительно зависит от этого состояния фосфорилирования. Существует огромное количество вариантов белка, значение которых нам еще нужно понять. Целые группы белков также могут принимать разные состояния. Однако для лечения заболеваний исключительно такие изменения в протеоме человека имеют решающее значение, - объясняет ученый, поэтому он мало владеет некоторыми из сегодняшних тестов для диагностики заболеваний.
Растительный или животный белок важнее для человека?
Как мы помним, 10 аминокислот не вырабатываются организмом человека и должны поступать извне, чтобы процессы синтеза и обмена белка протекали так, как нужно. Если не будет хватать даже одной аминокислоты, то синтез белка будет протекать в катастрофическом режиме, за счёт утилизации собственных тканей, что, естественно, не может продолжаться длительно, иначе просто грозит смертью.
После всего, что мы знаем, этого недостаточно. В будущем люди будут уделять больше внимания человеческому протеому, чтобы получить обзор своего состояния здоровья, - говорит Манн. Среди прочего, программное обеспечение также обращается к международным базам данных, в которых хранятся накопленные знания о белках - например, где происходят некоторые белки или что это означает, когда метаболизм вырабатывает больше белков. Диагностика и лечение заболеваний на основе протеомы все еще находятся в зачаточном состоянии.
Поэтому было бы очень трудно найти раннее доказательство злокачественного рака кожи в протеоме, потому что на начальной стадии опухоль все еще очень мала, а количество белка, высвобождаемое им, соответственно низкое. Даже при нанохроматографии такие небольшие количества не могут быть надежно обнаружены.
Именно поэтому рациональное питание необходимо каждому человеку. Обратите внимание - рациональное - не значит обильное, а значит обеспечивающее поступление необходимых питательных веществ в достаточном количестве. Для белкового обмена важны продукты, содержащие белки.
Вся растительная пища содержит белок. Да, его там меньше, и он тоже достаточно сложен для усвоения человеком, однако растения содержат ещё и ненасыщенные жиры , которые как раз участвуют в образовании липопротеидов высокой плотности, очищающие сосуды от завалов холестерина и профилактирующие развитие атеросклероза, ишемий и инфарктов.
Однако значительно дальше, чем в начале этого тысячелетия, протеомика всегда. Учитывая такие методы, как нанохроматография и ионизация электрораспылением, очевидно, что технология того времени была совершенно неадекватной. Соответственно, результаты не были полезны для повседневной клинической практики. Похмелье последовало за каблуками: многие стартапы исчезли со сцены, термин протеомика стал просто модным словом. «С нашими новыми процессами мы являемся большим шагом вперед - на самом деле, сейчас это только начинается», - говорит Маттиас Манн.
Незаменимые аминокислоты
А вот и список незаменимых аминокислот и места их преимущественной дислокации.
Аргинин: свинина, говядина, сыр, арахис, семена тыквы, кунжут.
Валин: мясо, грибы, молоко, бобовые, зерновые, арахис.
Гистидин: свинина, говядина, куриные грудки, тунец, лосось, соя, арахис, чечевица.
Изолейцин: птица, рыба, яйца, печень, миндаль, кешью, нут, чечевица, соя, рожь и другие семена.
Как повезло, что в своих исследованиях он не фокусировался исключительно на компьютерных науках и физике и интересовался биологическими вопросами, вызвавшими его исследования. Поэтому сегодня он может внести свой вклад в использование потенциала протеомики для биологии и медицины.
Только сложные компьютерные алгоритмы могут восстанавливать исходные белки из огромного количества генерируемых данных.
- Для анализа протеома белки сначала должны быть разбиты на пептиды.
- Это выявляет роль отдельных белков в заболеваниях.
Лейцин: мясо, рыба, орехи, семена, чечевица, бурый рис.
Лизин: мясо, рыба, молоко, пшеница, орехи, амарант.
Метионин: мясо, рыба, молоко, яйца, бобы, фасоль, соя, чечевица.
Треонин: молоко, яйца, бобы, орехи.
Триптофан: бобовые, овёс, бананы, финики, кунжут, арахис, кедровые орешки, молоко, творог, рыба, птица, мясо.
Фенилаланин: говядина, курятина, рыба, яйца, молоко, бобовые, орехи.
У людей целых десять различных белков можно проследить до одного гена. Однако они не формируются всеми ячейками и в любое время. В зависимости от типа ячейки одна клетка имеет другой протеом. Существует по меньшей мере столько же протеомов около 250 различных типов клеток человеческого тела. Прокоум зависит от многих факторов. Таким образом, организм может образовывать различные белки в зависимости от возраста, диеты или состояния здоровья. Экологические факторы, такие как наркотики или загрязнители, также влияют на состав белка.
В прошлом люди полагали, что употребление определенных видов животных также позволяет им «есть» определенные характеристики этих видов животных. Но не все предположения о более ранних временах могут быть уволены из-под контроля. В то время греки пили воду, в которой стоял ржавый меч, и ожидал, тем самым, укрепления тела. Сегодня известно, что железосодержащая вода важна для здоровой крови и, следовательно, для энергии человека.
Таким образом, включая в свой рацион орехи, бобовые и яйца, вы так же получите полный комплект незаменимых аминокислот.
Зачем человеку нужны белки?
Белки участвуют в огромном количестве биохимических реакций в организме, перечислять их все нет ни необходимости, ни возможности. Однако все они легко сводятся к четырём крупным группам:
«Человек - это то, что он ест» - часто распространенное заявление, которое показывает, что многие традиции по-прежнему актуальны и сегодня. Но сегодня, благодаря медицинским и пищевым достижениям, возможен более дифференцированный подход. Точное определение состава тела затруднено. Но сегодня различные химические и биологические методы измерения позволяют утверждать о приблизительном составе тела.
Состав тела можно определить с помощью так называемых измерений импеданса. При этом электроды прикрепляются к рукам и ногам, и энергия направляется в тело. Измерение сопротивления затем позволяет рассчитать пропорции различных отсеков. Водосодержащие и содержащие электролит участки, а также объем тела определяют сопротивление. Электролиты представляют собой положительно заряженные катионы, такие как натрий, кальций и магний, а также отрицательно заряженные анионы, например. Хлориды, сульфаты, белки и фосфаты.
Рост. Это актуально для людей до 25-30 лет, далее рост останавливается.
Репарация белков. То есть - самообновление, которое происходит всю жизнь.
Регенерация. Восстановление белковых потерь после голодания, болезней, кровопотерь.
Функциональный синтез. Образование специфических сложных белков, выполняющих конкретные функции. Сюда же относятся и липопротеиды. Происходит всю жизнь.
Жир ведет поток менее хорошо, чем без жира. Компьютер с соответствующим программным обеспечением теперь может рассчитывать индивидуальные размеры состава тела. Общая масса тела, жировая масса, жировая масса тела и масса клеток тела. . Содержание жира в женском теле выше, чем у мужского тела. Жирная масса обычно увеличивается с годами. Предполагается, что половина жира находится непосредственно под кожей, другая половина распределяется в организме.
Доля жидкого вещества в организме человека изменяется, а также содержание жира с возрастом. Чем старше человек, тем меньше жидкости в теле. Каждый год жизни клетки выделяются все больше и больше жидкости. Особенно поразительно высокое содержание воды при рождении, что составляет почти 80% в первый день жизни. После завершения первого года жизни это всего лишь 60%, в 15 лет - 57%.
Помните: белки не откладываются про запас! Поэтому нет смысла употреблять большое количество белковой пищи. Человеку достаточно всего лишь 0,8 грамм белка на килограмм массы тела. То есть, человеку с весом 50 кг достаточно всего лишь 40 граммов белка в сутки. Излишек заставит организм трудиться сверхнормативно, но в итоге - выведется, не принеся ни капли пользы.
Клеточная масса является активной тканью и отвечает за все физиологические функции организма. Это тоже становится меньше в старости. Доля этой метаболически активной ткани ниже у людей с ожирением. Все клетки, включенные здесь, содержат воду, но содержание отдельных клеток сильно различается. Мышечные клетки состоят из примерно 75% воды, эритроцитов, клеток головного мозга и соединительной ткани имеют гораздо более низкое содержание воды.
Для сравнения, человеческий организм также может быть разбит по другим критериям. Тело - как еда - состоит из жира, углеводов, белка, воды и минералов. Отсутствуют полные исследования по химическому составу человеческого тела, которые позволяют утверждать о вариациях по возрасту и полу.
Основные функции белков. Роль в жизни и здоровье человека, свойства белков. Продукты, содержащие белок. Источники белка.
Если провести конкурс между самыми необходимыми нам элементами пищи, то белок однозначно должен занять первое место.
Почему именно он, и какие именно белки более всего полезны для нас – разберемся ниже.
Химический состав здорового человека 65 кг
Несмотря на это ограничение, все еще есть указания, которые действительны для здорового «среднего человека».
Отделения для жизненно важных органов
Большая масса тела действительно необходима для выживания. Тем не менее, так называемая существенность в разной степени распределяется по отдельным компонентам химического тела.Хотя 80% белка организма важно для выживания, жир составляет всего 10%. До 200 граммов углеводов организм может потерять свои запасы углеводов. Только когда доля падает ниже, организм пытается восстановить углеводы при удалении и конверсии белков и жиров.
Белок и его основные функции
Структурная функция.
Клетка человека – это минимальная живая структура. И она состоит из структурного белка. Клетка живет и размножается (делится). Это аксиома, с которой спорить ни одному здравомыслящему человеку на ум не придет. Именно за счет постоянного деления клеток происходят все процессы в организме. Помните, как происходит деление? Родительское ядро делится на два, с одинаковым набором хромосом. Затем разделяется цитоплазма. Образуются две дочерние клетки, идентичные материнской. Теперь представьте, что в этот период клетка недополучила белок. То есть, строительного материала либо не хватает, либо его просто нет. В результате, родившаяся клеточка отличается от материнской. Пусть на долю, но отличается. И если белок не поступает в организм регулярно – то это различие увеличивается.
Ни один серьезный ущерб здоровью не пострадал от человеческого тела, когда он потерял одну треть минералов. Он может доставлять 10% своего среднего количества воды. Как мы видели в предыдущей статье, белки относятся к категории макронутриентов. Белки представляют собой калорийные питательные вещества, необходимые организму в больших количествах.
Вы также читали, что белки обычно делятся на две категории. Основные аминокислоты Незаменимые аминокислоты. . Прежде чем идти дальше, вы должны знать, что такое белок. Белок, сводящий его к самому простому выражению, состоит из аминокислот. Тогда есть еще четыре более сложные структуры, которые образуют белок.
Вновь образованные клетки уже требуют меньше белка и начинают развиваться гораздо быстрее, чем обычные. В результате, мы приобретаем ускоренный рост отдельных тканей организма, что часто называют опухолью.
Белок – фундамент для строительства всего организма. Он входит в состав клеток, тканей, хрящей, костей, кожного покрова.
Транспортная функция.
Транспортные белки переносят различные вещества как внутри клетки, так и по всему организму.
Гемоглобин — белок, содержащий железо. Активно связывается с кислородом и транспортирует его по всему телу, доставляя в нужные места.
Липопротеиды. Кровь не может самостоятельно переносить крупные молекулы жира. Поэтому к молекулам жиров прикрепляются молекулы транспортного белка, и уже в составе такой группы липиды перемещаются к месту назначения.
Кстати, чем больше белка в такой группе, тем легче транспортируются жиры. Данная группа называется липопротеидом высокой плотности (ЛПВП), а в народе «хорошим холестерином».
Соответственно, чем меньше белка, тем тяжелее проходит транспортировка (липопротеид низкой, и очень низкой плотности, «плохой холестерин»). Часто бывает, что жиры теряются по пути, не дойдя до места назначения. И остаются на месте, накапливаясь. Медицинским языком мы это называем атеросклерозом.
Причина атеросклероза не в употреблении холестерина как такового, а отсутствии транспортного белка в рационе питания.
Есть и еще одно объяснение нужности транспортного белка. В нашем организме возле каждой клетки стоит иммунная клетка, которая анализирует все, что вошло в организм, по принципу «свой или чужой». И если поступившая клетка не переносится транспортным белком, то иммунная система не примет её за «свою». Более того, этот продукт будет выведен естественным путем как чужеродный.
Мы достаточно часто встречаемся с этим процессом в жизни. Когда выпиваем витамины, а вместо результата наблюдаем просто «витаминный» запах мочи. Либо, приняв таблетку от головной боли (а то и горсть), получаем только побочные явления из аннотации, а никак не ожидаемый эффект.
Иммунная функция
Чужеродные вещества антигены попадают в организм, а иммунная система создает антитела, чтобы уничтожить вредоносную клетку. Также иммунная система уничтожает СВОЮ клетку, сильно отличающуюся от остальных, что блокирует рост и прекращает заболевание.
Все эти реакции осуществляются с помощью специфических белков – глобулинов. Поэтому, обеспечив присутствие нужных белков в нашем рационе питания, мы можем абсолютно уверенно избавиться от проблем с иммунитетом.
Прежде чем обращаться к иммуностимуляторам, необходимо обеспечить поступление белковых продуктов с едой. Зачастую необходимость медикаментозного вмешательства отпадает сама собой.
Ферментативная функция
Очень важные белки-ферменты, которые обеспечивают пищеварение:
— протеаза – расщепляет белки;
— липаза – расщепляет жиры;
— амилаза – расщепляет углеводы.
Энергетическая функция
Энергетическая ценность белков — 4,1 ккал/г. То есть 1 грамм белка при расщеплении выделяет 4,1 ккал энергии. Но белки — далеко не основной источник энергии.
Это далеко не все функции белков. Но даже вышеперечисленных хватит, чтобы убедиться в их необходимости.
Давайте теперь разберемся с выбором белковых продуктов питания для себя.
источники белка
— молочный белок
— животный белок
— растительный белок
Конечно, вы привыкли видеть всего два из них– животный и растительный.
Но диетологически верно объяснить все именно выделив молочный источник отдельно. Причем, обязательно в этой последовательности: молочный-животный-растительный.
Молоко и молочные продукты
Будучи в утробе матери, ребенок находится «на полном обеспечении»: по первому требованию получает все необходимое питание, не ощущает гравитационного давления Земли.
Но с момента рождения малыш получает стресс и остается один на один со всем списком навалившихся проблем:). Небольшой компенсацией за это ему остается любовь матери, а для жизни… её молоко.
С первых дней материнское молоко – это единственный и главный источник питания для малыша. Состав молока меняется, подстраиваясь под нужды ребенка. Если вокруг холодная пора – в его составе увеличивается жирность.
Если нужно укрепить иммунитет – добавляются имунноглобулины.
То есть молоко имеет все, что нужно для жизни, развития и роста ребенка.
Почему вы думаете, что, повзрослев, эти требования исчезают?
Да, у нас не будет идеального материнского молока под рукой всю жизнь. Но мы имеем возможность пользоваться молоком животных, так как его состав похож у всех млекопитающих.
Продукты животного происхождения
Что нас отличает от растений? Много факторов, но одним из них является возможность перемещаться в пространстве.
И так уж повелось, что, поедая себе подобные подвижные организмы (будь то животное или рыба), мы получаем питательные вещества той же категории, что и требуется нам для ведения схожего образа жизни. Помните, бабушка в детстве говорила нам: «Съешь ножку курочки – будешь также быстро бегать»? Не знаю, откуда бабушка это узнала… но она была права. Если мы хотим получить не хватающий нам элемент, мы должны позаимствовать этот элемент у нашей еды. Причем я даже не утрирую… все в буквальном смысле, с разбивкой по внутренним системам и органам.
Хотим прирост мышц? Едим мышечную ткань. Хотим здоровые внутренние органы? Едим печень или почки. Всё просто.
Растительный белок
Чечевица, соя, фасоль, горох, пшеница… все эти растительные продукты содержат белок.
Но в чем их главное отличие от молочных и животных продуктов?
Белок в процессе расщепления распадается до аминокислот – основных его составляющих.
Человечеству организму известно всего 20 наименований аминокислот. Из которых 8 – незаменимые. То есть они не вырабатываются организмом и должны поступать с пищей. Остальные либо синтезируются самим организмом из незаменимых, либо присутствуют в растительных продуктах.
В составе молочных и мясных продуктов присутствуют все 20 аминокислот.
Причем все они равномерно распределены именно в молочных продуктах. В животных же распределены менее равномерно, в зависимости от части тела, которую мы едим.
В растительных продуктах могут присутствовать многие аминокислоты, но не все 20 в любом отдельно взятом продукте.
Так уж устроен наш организм, если он получает хотя бы на одну аминокислоту меньше с продуктом, то остальные 19 синтезируются, конечно, но с дефектом. А это значит, что функция белка не выполнится.
Поэтому, если вы твердо настроены на вегетарианство, планируйте свой рацион таким образом, чтобы дополнять одни растительные продукты другими. Задача обеспечить поступление всех аминокислот.
Но не забывайте также, что растительный белок переваривать желудку сложнее, чем животный.
Помимо этого, растительный белок имеет гораздо меньший коэффициент усвоения.
Сравните куриное яйцо (коэффициент усвоения 1,0) и пшеницу (коеф. – 0,54)
По правилам сбалансированного питания, животного белка должно быть 50-60% от общего количества.
А самым идеальным белком по содержанию нутриентов является яичный.
Белок. Норма потребления
Для того, чтобы обеспечить минимальные обменные процессы нам ежедневно достаточно 0,8 граммов на один килограмм нормального веса тела. Что такое нормальный вес – можно узнать из этой таблицы
К примеру, у вас 64 кг. Тогда самая нижняя планка для вас 64*0,8=51 грамм.
Если же вы стремитесь к хорошей физической форме и крепкому здоровью, рекомендую определять норму белка из расчета 20% от нормы суточных калорий.
Рассчитайте с помощью свою норму.
Спортсмены-силовики для роста мышечной массы увеличивают норму белка до двух и даже трех граммов на килограмм собственного веса.
Делаем выводы из вышеуказанной информации:
- Белок – основа для организма человека.
- Многие жизненно важные функции в нашем теле протекают с участием белка.
- Животный белок сложно заменить растительным.
- Необходимо набирать ежедневную норму белков с пищей.
- Лучшие белковые продукты с точки зрения диетологии – яйцо, молоко и молочные продукты, мясо, рыба.
Кстати, у белка нет своего депо. То есть он не откладывается в организме «про запас». Белок сразу идет к местам назначения, а при нехватке его изымается из этих мест. К примеру, из мышц.
Вот почему при похудении не нужно отказываться от белковой пищи.
Необходимость присутствия в рационе питания качественной белковой пищи в нужном количестве – обязательное требование системы сбалансированного питания.
В независимости от цели: похудение, набор массы или просто правильное питание — употребление белка — залог вашего успеха.
Кстати, я не сказал еще о токсичности белка. Обязательно напишу об этом.
Загрузка...