Белковый обмен и питание
Lechenienarkomanii-tomsk.ru

Вредные привычки

Белковый обмен и питание

Белковый обмен в организме человека

Важную роль среди органических элементов отводят белкам. Белок занимает более половины сухой клеточной массы и осуществляет важные биологические функции, в том числе структурную, транспортную и защитную.

Белок, поступающий с пищей, расщепляется на аминокислоты и служит для строения новых клеток. Он необходим для поддержки мышечного тонуса, а также набора мышц. Белок участвует в переносе веществ из одних клеток в другие. Он доставляет их к крови, способствуя правильному дыханию и восстановлению организма.

После процессов распада белок выводит продукты обмена и синтезируется. Органические вещества находятся в постоянном движении. Они разрушаются и обновляются, притом скорость этих процессов зависит от тканей, которые принимают в них участие.

Биологическая ценность белка

Для правильного белкового обмена необходимо питание организма продуктами, богатыми аминокислотами. Белки имеют ряд аминокислот, помогающих осуществлять синтетические функции. Существуют заменимые аминокислоты, которые синтезируются организмом, и незаменимые. Изменение количества аминокислот, поступающих в организм, определяют азотистый баланс, вес и рост.

Биологически ценный белок характеризуется полным наличием всех необходимых аминокислот в нужных соотношениях. Он способствует правильному синтезу белкового обмена.

Богаты ценными белками :

Продукты, которые употребляет человек, должны иметь в своем составе столько белка, чтобы можно было обеспечить правильную работу всего организма.

Азотистый баланс организма

Чем большее количество белка получает человек с пищей, тем больше он выделяет азота. При правильном питании данное соотношение будет одинаковым. Если же он превысит уровень потребления белка, равное соотношение азота в скором времени все равно восстановится.

Положительный баланс азота определяется с его большим поступлением в организм. Белок больше синтезируется и меньше распадается. Так увеличивается масса тела. При этом баланс не изменяется и происходит задержка азота в организме.

Значительная часть поступающей пищи затрачивается на выработку энергии и лишь малая – на пластические нужды организма. Когда азота высвобождается больше, чем поступает, его баланс находится на отрицательном уровне. На этом сказывается белковое голодание и отсутствие поступающих аминокислот.

Наименьшие затраты белка осуществляются тогда, когда он не поступает с пищей. При этом его распад определяет образ жизни, которую ведет человек.

Если он потребляет пищу, имеющую в составе неполноценные белки, или богатую лишь углеводами, то формируется отрицательный азотистый баланс. При этом происходит снижение массы тела. Это обуславливает то, что ткани затрачивают белки больше, чем получают. То есть происходит сброс веса за счет потери мышечной массы. Белковое голодание, таким образом, может привести к остановке роста организма и истощению мышц.

Факторы определяющие состояние белкового обмена

Физиологическое состояние организма определяет интенсивность белкового обмена. Как и любой обмен, его направление регулирует деятельность ЦНС. Период бурного протекания белкового обмена отмечается во времена роста, во время беременности или активной мышечной деятельности.

Большое влияние на данный обмен имеет режим питания, характеризуемый наличием или отсутствием белковых продуктов. Нехватка такого органического элемента как белок несет разрушение в тканях некоторых органов.

Уровень того, как усваиваются организмом белки и аминокислоты, обуславливается качеством и количеством углеводов, способствующих уменьшению потребности организма в энергии за счет белков. Так, диета, ограничивающая потребление жира и пища с низкой калорийностью способствуют повышенному выделению аминокислот с продуктами распада, что приводит к отрицательному азотистому балансу.

Белковый обмен в организме человека напрямую зависит от того, насколько обеспечен витаминами организм. Также на него оказывает действие работы гормонального фона. Гормоны роста, эстрогены и андрогены, введенные в организм, активизируют реакции анаболизма и помогают аминокислотам войти в клетки тканей.

Таким образом, на процесс белкового обмена оказывают влияние множество различных факторов. Это и окружающая среда, и способ питания, и физиология организма. Всякого рода уклонения от нормы сказываются на обмене азота в организме.

Нарушение белкового обмена в организме

Частая причина в нарушенной работе белкового обмена – это плохой состав качества белков и недостаточное их количество. Во время белкового голодания ограничено поступление белков и имеется недостаток незаменимых аминокислот.

Причинами нарушения белкового обмена могут являться некоторые заболевания, которые развились по причине неправильного усвоения и всасывания белков, сильной их потери самим организмом, а также нарушения синтеза. Вследствие этого появляется вторичная недостаточность белка. Длительная белковая недостаточность ведет к болезненным изменениям обмена веществ. Также она может являться следствием медленного поступления аминокислот в организм, неправильного их обмена, изменений скорости распада белка.

Неправильное функционирование белкового обмена возможно на любом из его этапов. Это может быть как процесс всасывания, так и процесс выведения продуктов распада из организма.

Для правильного синтеза белков требуется наличие аминокислот в правильном соотношении и активная системная деятельность организма. Нарушение такого обмена проявляется в модификациях молекул. Вызвать нарушения в белковом обмене так же может генетическая предрасположенность.

Белковая недостаточность, приобретенная вследствие неполноценного потребления белковых продуктов, отмечается при изменениях в отделах кишок воспалительного или дистрофического характера. При этом нарушается их секретная и моторная функции.

Кроме того, к белковой недостаточности приводят неправильная работа в обмене аминокислот, тирозина, фенилаланина, а также конечных этапов обмена.

Как происходит обмен белков в организме человека?

Мы подошли к наиважнейшему аспекту в планировании питания спортсмена. Тема нашей статьи – белковые обменные процессы. В новом материале вы найдёте ответы на вопросы: что такое обмен белков, какую роль протеины и аминокислоты играют в организме и что бывает, если нарушается белковый метаболизм.

Общая суть

Из белка (протеина) состоит большая часть наших клеток. Это основа жизнедеятельности организма и его строительный материал.

Белки регулируют следующие процессы:

  • мозговую деятельность;
  • переваривание тригидроглицеридов;
  • синтез гормонов;
  • передачу и хранение информации;
  • движение;
  • защиту от агрессивных факторов;

Примечание: наличие белка напрямую связано с синтезом инсулина. Без достаточного количества аминокислот, из которых синтезируется этот элемент, повышение сахара в крови становится лишь вопросом времени.

  • создание новых клеток – в частности, за счет белковых структур регенерируют клетки печени;
  • транспортировку липидов и других важных соединений;
  • преобразование липидных связей в смазочные материалы для суставов;
  • контроль метаболизма.

И еще десятки различных функций. Фактически белок – это мы. Поэтому люди, которые отказываются от употребления мяса и других животных продуктов, все равно вынуждены искать альтернативные источники белка. В противном случае, их вегетарианская жизнь будет сопровождаться дисфункциями и патологическими необратимыми изменениями.

Как бы это странно не звучало, но небольшой процент белка есть во многих продуктах. Например, крупы (все, за исключением манной) имеют в своем составе до 8% белка, пусть и с неполным аминокислотным составом. Это частично компенсирует дефицит белка, если вы хотите сэкономить на мясе и спортивном питании. Но помните, что организму нужны разные белки – одной гречкой не удовлетворить потребности в аминокислотах. Не все белки расщепляются одинаково и все по разному влияют на деятельность организма.

В пищеварительном тракте белок расщепляется под воздействием специальных ферментов, которые тоже состоят из белковых структур. Фактически, это замкнутый круг: если в организме есть длительный дефицит белковых тканей, то и новые белки не смогут денатурировать до простых аминокислот, что вызовет еще больший дефицит.

Важный факт: белки могут участвовать в энергетическом обмене наравне с липидами и углеводами. Дело в том, что глюкоза – необратимая и самая простейшая структура, которая превращается в энергию. В свою очередь белок, пускай и со значительными энергетическими потерями в процессе окончательной денатурации, может быть превращен в гликоген. Другими словами, организм в критической ситуации способен использовать белок в качестве топлива.

В отличие от углеводов и жиров, белки усваиваются ровно в том количестве, которое необходимо для функционирования организма (включая поддержание постоянного анаболического фона). Никаких протеиновых излишков организм не откладывает. Единственное, что может изменить этот баланс – это прием тестостероновых стимуляторов и аналогов гормона тестостерона (анаболических стероидов). Первичная задача таких препаратов – вовсе не повышение силовых показателей, а увеличение синтеза АТФ и белковых структур, за счет чего и растут мышцы.

Этапы белкового обмена

Белковые обменные процессы гораздо сложнее углеводных и липидных. Ведь если углеводы – это всего лишь энергия, а жирные кислоты поступают в клетки практически в неизменном виде, то главный строитель мышечной ткани претерпевает в организме целый ряд изменений. На некоторых этапах по белок и вовсе может метаболизироваться в углеводы и, соответственно, в энергию.

Рассмотрим основные этапы обмена белков в организме человека, начиная с их поступления и запечатывания слюной денатурата будущих аминокислот и заканчивая конечными продуктами жизнедеятельности.

Примечание: мы поверхностно рассмотрим биохимические процессы, которые позволят понять сам принцип переваривания белков. Для достижения спортивных результатов этого будет достаточно. Однако при нарушениях белкового обмена лучше обратится к врачу, который определит причину патологии и поможет устранить её на уровне гормонов или синтеза самих клеток.

Этап Что происходит Суть
Первичное попадание белков Под воздействием слюны расщепляются основные гликогеновые связи, превращаясь в простейшую глюкозу, остальные фрагменты запечатываются для последующей транспортировки. На этом этапе основные белковые ткани в составе продуктов питания выделяются в отдельные структуры, которые затем будут перевариваться.
Переваривание белков Под воздействием панкреатина и других ферментов происходит дальнейшая денатурация до белков первого порядка. Организм настроен таким образом, что может получать аминокислоты только из простейших цепочек белков, для чего он воздействует кислотой, чтобы сделать белок более расщепляемым.
Расщепление на аминокислоты Под воздействием клеток внутренней слизистой оболочки кишечника, денатурированные белки всасываются в кровь. Уже упрощенный белок организм расщепляет на аминокислоты.
Расщепление до энергии Под воздействием огромного количества инсулиновых заменителей и ферментов для переваривания углеводов белок распадается до простейшей глюкозы В условиях, когда организму не хватает энергии, он не денатурирует белок, а при помощи специальных веществ расщепляет его сразу до уровня чистой энерги.
Перераспределение аминокислотных тканей Циркулируя в общем кровотоке, белковые ткани под воздействием инсулина транспортируются по всем клеткам, отстраивая необходимые аминокислотные связи. Белки, путешествуя по организму, восстанавливают недостающие части, как в мышечных структурах, так и в структурах связанных с гормоностимуляцией, мозговой активностью или последующей ферментацией.
Составление новых белковых тканей В мышечных тканях аминокислотные структуры, связываясь с микроразрывами, составляют новые ткани, вызывая гипертрофию мышечных волокон. Аминокислоты в нужном составе превращаются в мышечную-белковую ткань.
Вторичный белковый обмен При наличии переизбытка белковых тканей в организме, они под вторичным воздействием инсулина снова попадают в кровоток для превращения их в другие структуры. При сильном мышечном напряжении, долгом голоде или во время болезни организм использует мышечные белки для компенсации аминокислотного недостатка в других тканях.
Транспортировка липидных тканей Свободно циркулирующие белки, соединенные в фермент липазу, помогают транспортировать и переваривать вместе с желчью полинасыщенные жирные кислоты. Белок участвует в транспортировке жиров и синтезе холестерина из них. В зависимости от аминокислотного состава белка синтезируются как полезный, так и вредный холестерин.
Выведение окисленных элементов (конечных продуктов) Отработанные аминокислоты в процессе катаболизма выводятся с продуктами жизнедеятельности организма. Мышечные ткани, поврежденные в результате нагрузок, транспортируются из организма.

Нарушение метаболизма белков

Нарушения белкового обмена опасны для организма не менее, чем патологии метаболизма жиров и углеводов. Белки участвуют не только в формировании мышц, но практически во всех физиологических процессах.

Что может пойти не так? Как мы все знаем, важнейший энергетический элемент в организме – это молекулы АТФ, которые, путешествуя по крови, раздают клеткам необходимые нутриенты. При нарушении обмена белков “ломается” синтез АТФ и нарушаются процессы, которые косвенно или напрямую влияют на синтезирование из аминокислот новых белковых структур.

Читать еще:  Что такое социальный роль

В числе наиболее вероятных последствий метаболических нарушений:

  • острый панкреатит;
  • некроз тканей желудка;
  • раковые новообразования;
  • общее отекание организма;
  • нарушение водно-солевого баланса;
  • потеря веса;
  • замедление умственного развития и роста у детей;
  • невозможность переваривания жирных кислот;
  • невозможность транспортировки продуктов жизнедеятельности по кишечнику без раздражения сосудистых стенок;
  • резкие катаболические реакции;
  • разрушение костной и мышечной ткани;
  • разрушение нейрон-мышечной связи;
  • ожирение;
  • нарушение скорости обмена веществ;
  • нарушение всасывания микроэлементов в крови;
  • нарушение гормонального фона;
  • деградация интеллекта.

Это далеко не полный список того, что может произойти с организмом в случае, если будет нарушен белковый обмен. Однако не все так страшно. Чтобы вывести из строя механизм белкового обмена, нужно, чтобы одновременно совпало хотя бы несколько факторов из перечисленных:

  1. Под воздействием белковых коктейлей (без натуральной пищи) организм перестаёт вырабатывать пищеварительные ферменты, направленные на регуляцию и последующее расщепление белковых тканей.
  2. Под воздействием изменений в гормональном балансе катаболические реакции превалируют над анаболическими.
  3. Без поступления белка из пищи возникает недостаток основных синтезируемых аминокислот.
  4. В отсутствии достаточного поступления углеводов остаточные белки катаболизируются в метаболиты сахара.
  5. Полное отсутствие жировой прослойки.
  6. Есть патологии почек и печени.

Метаболизм белков в организме человека – сложнейший процесс, требующий изучения и внимания. Однако для поддержания уверенного анаболического фона при правильном перераспределении белковых структур в последующие аминокислоты достаточно придерживаться простых рекомендаций:

  1. Потребление белка на килограмм тела отличается для тренированного и нетренированного человека (спортсмена и не-спортсмена).
  2. Для полноценного метаболизма нужны не только углеводы и белки, но и жиры.
  3. Голодание всегда приводит к разрушению белковых тканей для восполнения энергетических запасов.
  4. Белки – это в основном потребители, а не носители энергии.
  5. Оптимизационные процессы в организме направлены на уменьшение энергопотребления с целью сохранения ресурсов на длительное время.
  6. Белки – это не только мышечные ткани, но и ферменты, мозговая активность и многие другие процессы в организме.

И главный совет для спортсменов: не увлекайтесь соевым протеином, так как из всех белковых коктейлей он обладает самым слабым аминокислотным составом. Более того, продукт плохой очистки может привести к катастрофическим последствиям – изменениям гормонального фона и нарушению обменных процессов. Длительное потребление сои чревато дефицитом невосполнимых в организме аминокислот, что станет первопричиной нарушения белкового синтеза.

Нарушение белкового обмена

Белок играет важную роль в организме человека. На основе органического вещества формируются клетки и ткани. Белок является основой гормонов, антител и ферментов, выполняющих функцию роста организма и оказывающих защиту от негативного влияния факторов окружающей среды. При хорошем показателе обмена белка в организме человек обладает высоким иммунитетом, отличной памятью и выносливостью. Органическое вещество имеет способность влиять на обменный процесс минеральных солей и витаминов. Нарушение белкового обмена нуждается в незамедлительном лечении.

Обмен белков и его значение

Недостаток белков в организме провоцирует возникновение серьёзных нарушений. Вследствие низкого процента белка:

  • замедляется рост и развитие ребёнка;
  • происходят необратимые изменения в печени человека;
  • возникают изменения в функционировании желез внутренней секреции и составе крови;
  • ослабляется умственная деятельность;
  • снижается концентрация внимания;
  • снижается работоспособность и степень сопротивляемости к инфекционным недугам.

Важно! Возникновение нарушений возможно на любом этапе синтеза белка. Любое нарушение несёт опасность для здоровья человека.

Обмен белков и его значение

К конечным продуктам расщепления белка можно отнести:

Углекислый газ способен выводиться из организма через легкие, вода выводится через почки, лёгкие и кожный покров. Через кровь ядовитый аммиак достигает печени и преобразуется в мочевину, которая покидает организм через почки и кожный покров.

Белки расщепляются на аминокислоты в отличие от липидов, которые преобразуются в жирные кислоты и глицерин.

Метаболизм белков в организме человека: схема с описанием

Специалисты выделяют несколько этапов синтеза белков:

  1. Этап всасывания и синтеза.
  2. Обмен аминокислот.
  3. Этап конечного обмена.

На любом из этих этапов могут возникать нарушения, отличающиеся своими особенностям.

Всасывание и синтез

Основную часть белков люди получают через пищу. При возникновении нарушения переваривания и всасывания начинает развиваться белковая недостаточность. Для обеспечения нормального процесса синтеза органического вещества требуется правильно функционирующая система синтеза. Нарушение может быть вызвано наследственными факторами или быть приобретённым. Количество синтезируемого белка может уменьшаться также вследствие проблем с работой иммунной системы. Нарушения, возникающие при всасывании белка, могут привести к дистрофии тканей кишечника, отсутствию аппетита и появлению слабости.

Важно! При затруднении процесса синтезирования белков начинает меняться молекулярная структура органического соединения. Вследствие этого возникают гормональные изменения, приводящие к дисфункции нервной системы и снижению иммунитета. Возможно появление геномных ошибок.

Обмен аминокислот

Чаще всего проблема на этом этапе возникает на фоне наследственной предрасположенности и недостатка тирозина, врождённого альбинизма. Небольшое количество тирозина может спровоцировать наследственную тирозинемию. При хронической форме недуга больного беспокоят частые рвотные позывы, общая слабость, резкое снижение веса, что нередко приводит к анорексии. Лечащий врач в такой ситуации назначает соблюдение специальной диеты, при которой следует питаться продуктами с высоким содержанием витамина D. Нарушение обмена аминокислот вызывает дисбаланс процесса образования и дальнейших окислительных разрушений органических соединений. Оказать негативное воздействие на организм на данном этапе может затяжная диета, период вынашивания малыша, недуги печени и сердечно-сосудистой системы.

Этап конечного обмена

При возникновении патологии в этот период начинают образовываться азотистые продукты, происходит процесс их конечного выведения из организма. Часто причиной патологии становится гипоксия (недостаток кислорода). Важно своевременно обратить внимание на белковый состав в крови! Нарушившееся содержание органического вещества в кровеносной системе может сигнализировать о возникновении проблем с печенью и почками. Восстановление нормального обмена белка возможно только под наблюдением терапевта и специалиста в области диетологии. Не стоит терять время, лучше своевременно посетить врача, который подберёт подходящий вид терапии.

Почему не усваивается белок в организме, причины белкового голодания

К белковому голоданию нередко приводят:

  • Пищевые нарушения, к которым можно отнести квашиоркор – детское заболевание, характеризующееся отсутствием получения из пищи протеина. При квашиоркоре у детей замедляется рост, они начинают сильно худеть, волосы истончаются, кожный покров и слизистая поражаются, живот становится огромным. Часто таким пищевым нарушением страдают дети, родители которых являются поклонниками вегетарианства. На ход обмена белков большое влияние оказывает характер рациона.
  • Алиментарная дистрофия, к которой можно отнести истощение, безбелковые отёки и иммунодефицит. Вследствие недоедания удерживается вода в плазме крови. Отдаётся она только там, где требуется. При недостатке протеинов в плазме вода начинает поступать в ткань нижней части тела, где продолжает постепенно скапливаться и вызывать сильную отёчность. Алиментарная дистрофия может возникнуть на фоне несбалансированного питания, при котором наблюдается пониженное содержание протеинов.
  • Подагра нередко становится причиной неусваиваемости белка, при которой в организме начинает накапливаться мочевая кислота, впоследствии откладывающаяся в суставах нижних конечностей. Подагра на сегодняшний день встречается не очень часто.
  • Большое количество протеинов при неправильном рационе. Организм, который не привык к выработке большого количества ферментов, необходимых для переваривания и расщепления протеина. Чрезмерное количество недопереваренных фрагментов начинает атаковать почки и печень. К основной симптоматике интоксикации следует отнести появление тёмно-коричневой мочи, светло-жёлтой каловой массы.

Если белок не усваивается организмом, в чём может быть причина? Нарушиться процесс всасывания и синтеза белков может даже в случаях, когда у пациента было сбалансированное питание, отсутствовали пищевые нарушения. Причиной в этом случае станет наличие:

Заболеваний системы пищеварения

  • заболеваний системы пищеварения, а именно присутствие в анамнезе гастрита, колита, язвы желудка, при которых затрудняется процесс переваривания и всасывания;
  • патологии печени, при которой нарушается процесс синтеза;
  • тяжёлого инфекционного недуга;
  • сахарного диабета;
  • серьёзных кровопотерь, при которых теряется основной процент белка.

Также причиной может стать наследственность, из-за которой из поколения в поколение передаются проблемы с расщеплением, всасыванием, синтезом и выведением аминокислот. При возникновении нарушений синтеза аминокислоты перестают принимать участие в метаболизме и начинают пребывать в свободном плавании в организме. При этом возникает повышение концентрации аминокислот в крови, тканях и моче. Симптоматика человека аналогична с симптомами животного при подобных нарушениях. Это способствует перегрузке печени, почек и приводит к тяжёлому поражению, нарушающему состав крови. Очень важно посетить лечащего врача, который направит на прохождение биохимии (анализа крови), подберёт корректирующую диету и пропишет препараты для прохождения длительной терапии.

Важно! В процессе онтогенеза человека существенно меняется соотношение органических веществ.

Регуляция белкового обмена

Согласно данным патофизиологии, процесс регуляции обмена белка происходит нейрогуморальным путем. Конечное звено управляющего воздействия при этом – гуморальное влияние, заключающееся в воздействии гормонов и полезных элементов на организм. Витамины активно участвуют в процессе белкового биосинтеза. Гормон островковой ткани поджелудочной железы способствует влиянию инсулина на процесс азотистого обмена и синтезу белка в тканях. Гормоны гипофиза, щитовидной железы и коры надпочечников также принимают активное участие в обмене белка. Гормоны анаболического действия (соматотропный гормон, половые гормоны, инсулин) усиливают процесс синтеза белка. Стоит помнить, что при повышении в крови уровня глюкозы инсулин выбрасывается в кровь. Аминокислоты в нужном составе превращаются в мышечно-белковую ткань.

Важно! Обмен белков способен резко поменяться вследствие воздействия ЦНС (центральной нервной системы) и коры большого полушария головного мозга. Специалисты уверены в существовании условно-рефлекторных изменений интенсивного белкового обмена.

О значимости сложнорефлекторных регуляций обмена белка может свидетельствовать специфическое динамическое действие потребления пищи в случаях, когда изменяется интенсивность обменного процесса еще до начала момента распада пищевых элементов и достижения конечных продуктов гидролиза в кровеносную систему. Принимая белковую пищу, можно почти на 20 % увеличить основной обмен организма.

Физиология обмена белков в организме человека – сложный процесс, требующий изучения и внимания. Жировой, углеводный и белковый обмен, несомненно, играют важную роль в организме человека. Белки, жиры, так же как и углеводы, должны поступать в организм в достаточном количестве, что позволит избежать возникновения патологии.

Будь здоров!

Белковый обмен

Белки – это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты — вещества, имеющие в своем составе неизменяемые части. В состав белков входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота и иногда серы.

Аминокислоты обладают свойствами кислоты и основания (они амфотерны), поэтому могут соединяться друг с другом. Их количество в одной молекуле может достигать нескольких сотен. Чередование разных аминокислот в разной последовательности позволяет получать огромное количество различных по структуре и функциям белков.

Белки синтезируются в живых организмах и выполняют в них определенные функции. В белках встречается 20 видов различных аминокислот, некоторые из которых человек синтезировать не может, он получает их от растений, которые могут синтезировать все аминокислоты.

Именно до аминокислот расщепляются белки в пищеварительном тракте. Из этих аминокислот, поступающих в клетки организма, строятся его новые белки.

В любой клетке есть сотни белковых молекул, выполняющих различные функции. Кроме того, белки имеют видовую специфичность. Это означает, что каждый вид организмов обладает белками, не встречающимися у других видов. Это создает серьезные трудности при пересадке органов и тканей от одного человека к другому, при прививках одного вида растений на другой и т.д.

Функции белков

  • Каталитическая (ферментативная) – белки ускоряют все биохимические процессы, идущие в клетке: расщепление питательных веществ в пищеварительном тракте, участвуют в реакциях матричного синтеза. Каждый фермент ускоряет одну и только одну реакцию (как в прямом, так и в обратном направлении). Скорость ферментативных реакций зависит от температуры среды, уровня ее рН, а также от концентраций реагирующих веществ и концентрации фермента.
  • Транспортная – белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны, транспорт кислорода и углекислого газа, транспорт жирных кислот.
  • Защитная – антитела обеспечивают иммунную защиту организма; фибриноген и фибрин защищают организм от кровопотерь — белки принимают участие в свёртывании крови.
  • Структурная – одна из основных функций белков. Белки входят в состав ядер, цитоплазмы и клеточных мембран. Белок кератин образует волосы и ногти; белки коллаген и эластин – хрящи и сухожилия. Белки входят в состав костей.
  • Сократительная – обеспечивается сократительными белками – актином и миозином.
  • Сигнальная – белковые молекулы могут принимать сигналы и служить их переносчиками в организме (гормонами). Следует помнить, что не все гормоны являются белками.
  • Энергетическая – при длительном голодании белки могут использоваться в качестве дополнительного источника энергии после того, как израсходованы углеводы и жиры. Белки способны к биологическому окислению с выделением энергии, которая может быть использована организмом.
Читать еще:  Общая гиперестезия симптомы

Роль белков

Белки в организме выполняют в основном пластическую функцию. Они входят в состав ферментов, гормонов, регулируют различные процессы в организме, осуществляют защитные функции, определяют видовую и индивидуальную особенности организма. Кроме того, белки используют в качестве энергетического материала, недостаточное обеспечение ими приводит к потере внутренних белков.

Белки участвуют в построении и обновлении клеток, ускоряют в них биохимические реакции. Белки — строители и ускорители. Белки — стимуляторы умственной деятельности.

Если белков мало, страдает центральная нервная система, плохо работают железы внутренней секреции, печень, да и другие внутренние органы, падает иммунитет, мы неспособны долго работать ни физически, ни умственно. А молодой организм вообще может перестать расти, его общее развитие резко замедляется!

Если белков слишком много — это тоже плохо! При этом происходят сбои в обмене веществ, в процессах возбуждения и торможения коры головного мозга.

  • Мясо, р ыба, грибы, яйца;
  • Сыр, м олоко, т ворог ;
  • Гречневая и овсяная крупы, р ис, фасоль;
  • Хлеб;
  • Орехи;
  • Горох, соя;
  • Картофель.

Обмен белков

В ходе подготовительной стадии обмена, пищевые белки, сначала расщепляются в желудке пепсином, а затем в двенадцатиперстной кишке ферментом поджелудочной железы трипсином до аминокислот. Аминокислоты через кровеносные капилляры ворсинок поступают в печень. Здесь избыточные аминокислоты теряют свой азот и превращаются в жиры и углеводы.

В клетках из аминокислот строятся белки тела. В свою очередь аминокислоты являются не только источником синтеза новых структурных белков, ферментов, веществ гормональной, белковой, пептидной природы и других, но и источником энергии. Характеристика белков, входящих в состав пищи, зависит как от энергетической ценности, так и от спектра аминокислот.

Белковый обмен направлен на использование и преобразование аминокислот белков в организме человека. Организму нужны не белки из пищи, как таковые, а содержащиеся в них аминокислоты.

При переваривании пищи съеденные белки распадаются на аминокислоты, которые всасываются в кровь и из крови поступают в каждую клетку организма. Здесь они частично идут на строительство собственных белков, а частично сжигаются для получения АТФ.

Уровень содержания аминокислот в крови регулирует печень. В печени происходит разложение излишка аминокислот. Из образовавшегося аммиака синтезируется мочевина, которая затем выводится почками и кожей.

Остатки аминокислот используются, как энергетический материал, и преобразуются в глюкозу, избыток которой превращается в гликоген. В клетках белки распадаются до углекислого газа, воды, мочевины, мочевой кислоты и др. Они выводятся из организма.

Белки используются в организме в первую очередь в качестве пластических материалов. Потребность в белке определяется тем его минимальным количеством, которое будет уравновешивать его потери организмом.

Обновление и распад белка. Белки находятся в состоянии непрерывного обмена и обновления. В организме здорового взрослого человека количество распавшегося за сутки белка равно количеству вновь синтезированного. Скорость распада и обновления белков организма различна – от нескольких минут до 180 суток (в среднем 80 суток).

При этом многие белки у одного и того же организма обновляются с разной скоростью. Намного медленнее обновляются мышечные белки. Белки плазмы крови у человека имеют период полураспада около 10 суток, а гормоны белково-пептидной природы живут всего несколько минут.

Источником свободных аминокислот в первую очередь являются белки плазмы, ферментные белки, белки печени, слизистой оболочки кишечника и мышц, что позволяет длительное время поддерживать без потерь обновление белков мозга и сердца.

У человека за сутки подвергаются разрушению и синтезу около 400 г белка. Причем около 70 % образовавшихся свободных аминокислот снова идет на синтез нового белка, около 30 % превращается в энергию и должно пополняться экзогенными аминокислотами из пищи.

Десять аминокислот из 20 (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, аргинин и гистидин) в случае их недостаточного поступления с пищей не могут быть синтезированы в организме и называются незаменимыми. Другие десять аминокислот заменимы, так как могут синтезироваться в организме. Те и другие очень важны для организма.

Белки, содержащие полный набор незаменимых аминокислот, называются биологически полноценными. В сутки в организм взрослого человека должно поступать с едой около 70—90 г белка (1 г на 1 кг массы тела), причем 30 г белка должно быть растительного происхождения.

Из аминокислот, полученных в процессе пищеварения, синтезируются специфические для данного вида, организма и для каждого органа белки. Часть аминокислот используются как энергетический материал, т. е. подвергаются расщеплению.

Азотистый баланс. О количестве белка, подвергшегося распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма человека. В 100 г белка содержится 16 г азота. Таким образом, выделение организмом 1 г азота соответствует распаду 6,25 г белка.

За сутки из организма взрослого человека выделяется около 3,7 г азота, т. е. масса разрушившегося белка составляет 3,7 х 6,25 = 23 г, или 0,028 – 0,075 г азота на 1 кг массы тела в сутки (коэффициент изнашивания Рубнера).

Если количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству азота, выводимого из организма, то организм находится в состоянии азотистого равновесия.

Если в организм поступает азота больше, чем выделяется, то это свидетельствует о положительном азотистом балансе (ретенция азота). Он возникает при увеличении массы мышечной ткани (интенсивные физические нагрузки), в период роста организма, беременности, во время выздоровления после тяжелого заболевания.

Состояние, при котором количество выводимого из организма азота превышает его поступление в организм, называют отрицательным азотистым балансом. Оно возникает при питании неполноценными белками, когда в организм не поступают какие-либо из незаменимых аминокислот, при белковом или полном голодании.

Необходимо потребление не менее 0,75 г белка на 1 кг массы тела в сутки, что для взрослого здорового человека массой 70 кг составляет не менее 52,5 г полноценного белка. Для надежной стабильности азотистого баланса рекомендуется принимать с пищей 85 – 90 г белка в сутки.

У детей, беременных и кормящих женщин эти нормы должны быть выше. Дети, которые растут, нуждаются в дополнительном количестве белков (4-5 г на 1 кг массы тела в сутки). Младшие школьники 6-7 лет в среднем должны употреблять до 70 г чистого белка в сутки, старше 7 лет — 75-80 г.

Важно, чтобы дети получали только оптимальное количество полноценных белков. При излишках белковой пищи у детей исчезает аппетит, нарушается кислотно-щелочной баланс, увеличивается выведение азота с мочой и калом.

Количество поступающего белка зависит и от выполняемой физической нагрузки. При средней нагрузке человек должен получать 100—120 г белка в сутки, а при тяжелой физической работе количество белка возрастает до 150 г.

Разрушение белков в организме и выведение азота с мочой не прекращается даже при отсутствии белков в пище. При безбелковой диете за сутки разрушается примерно 331 мг собственных белков на 1 кг массы тела. Для человека с массой тела 70 кг это составляет 23.2 г и называется «коэффициентом износа».

Таким образом, количество белков в составе пищи, необходимых для покрытия коэффициента износа за сутки в среднем составляет 23-25 г и называется белковым минимумом. Для нормального функционирования организма взрослых людей необходим белковый оптимум, который достигается при употреблении 100-110 г белка в сутки (при значительных физических нагрузках-до 130-140 г).

Регуляция белкового обмена

На регуляцию белкового обмена влияют нервная система, гормоны гипофиза (соматотропный гормон), щитовидной железы (тироксин), надпочечников (глюкокортикоиды).

Центр регуляции белкового обмена расположен в гипоталамусе промежуточного мозга. Активность нейросекреторных клеток этого центра передается в гипофиз, а тот, в свою очередь, своими гормонами влияет на обмен веществ и на активность других желез.

Так, например, соматотропный гормон гипофиза (гормон роста) задерживает белки (азот) в организме и стимулирует рост размеров и массы всех органов.

Гормоны щитовидной железы (тироксин и трийодтиронин) стимулируют синтез белка и рост тканей. Гормоны надпочечников (гидрокортизон и кортикостерон) стимулируют синтез белков в печени и способствуют его распаду в мышечной и лимфоидных тканях, то есть регулируют обменные процессы.

Пищевая ценность белка

Пищевая ценность белка обеспечивается наличием незаменимых аминокислот, углеводородные скелеты которых не могут синтезироваться в организме человека, и они соответственно должны поступать с пищей. Они также являются основными источниками азота. Суточная потребность в белках 80–100г, половина из которых, должна быть животного происхождения.

Потребность в белке – это количество белка, которое обеспечивает все метаболические потребности организма. При этом обязательно учитывается физиологическое состояние организма с одной стороны, а с другой стороны, свойства самих пищевых белков и пищевого рациона в целом. От свойств компонентов пищевого рациона зависит переваривание, всасывание и метаболическая утилизация аминокислот.

Потребность в белке состоит из двух компонентов:

  • Первый должен удовлетворить потребность в общем азоте, обеспечивающем биосинтез заменимых аминокислот и других азотсодержащих эндогенных биологически активных веществ. Собственно потребность в общем азоте и есть потребность в белке.
  • Второй компонент определяется потребностью организма человека в незаменимых аминокислотах, которые не синтезируются в организме. Это специфическая часть потребности в белке, которая количественно входит в первый компонент, но предполагает потребление белка определенного качества, т.е. носителем общего азота должны быть белки, содержащие незаменимые аминокислоты в определенном количестве.

Белки животного происхождения содержат полный набор незаменимых аминокислот. Однако, наряду с целым рядом преимуществ белки имеют и недостатки, главными из которых являются достаточно токсичные продукты катаболизма (аммиак, продукты гниения белков в толстом кишечнике) и довольно сложные пути метаболизма.

Белковый обмен и питание

Потребление белковой пищи крайне необходимо для поддержания нормальной жизнедеятельности человека. Причиной тому является то, что белки — это источник незаменимых аминокислот, необходимых для синтеза важных белков и пептидов. Как следствие, множество людей считает высокобелковую диету более полезной. Всемирный рынок протеиновых добавок планирует заработать приблизительно 90 миллиардов долларов США к 2021 году, что в значительной степени обусловлено возрастающей потребностью в протеин-содержащих продуктах питания. Данная статья указывает на опасности, которые таит в себе избыточное потребление белковой пищи, и предоставляет данные, основанные на доказательствах, которые указывают на потенциальный вред здоровью популяции вследствие избыточного потребления белка.

Читать еще:  Как избавиться от навязчивых движений

Белок — это важнейший макронутриент, способствующий появлению в организме незаменимых аминокислот, необходимых для синтеза белков, которые составляют мышечно-скелетную систему, поддерживают функцию жизненно важных органов и иммунных клеток, а также функционируют как регуляторные и транспортные молекулы. Как следствие, прием в пищу незаменимых аминокислот необходим для оптимального функционирования организма. При недостаточном потреблении белка или болезни аминокислоты, запасенные в мышцах, используются для дальнейшего синтеза белков. Вдобавок, известно, что насыщение аппетита белком происходит сильнее, чем углеводами и жирами, что потенциально можно использовать для профилактики и лечения ожирения. Именно поэтому различные сообщества рекомендуют повышенное потребление белка для повышения мышечной массы и нормализации массы тела.

Однако включение в диету избыточного количества белка может приводить к нарушению секреции инсулина и возрастанию риска сахарного диабета 2 типа (СД 2 типа). Помимо прочего, известно о негативном влиянии высокобелковой диеты на функциональное состояние почек. Исходя из этого, важным моментом является определение необходимой суточной потребности в белке.

Рисунок 1 | Связь между потреблением белка и состоянием здоровья.
EAR — ожидаемая средняя потребность, RDI — рекомендуемая дневная норма потребления, IOM — Институт медицины (пояснения в тексте).

Рекомендации по употреблению белок-содержащих продуктов

Институт медицины (Institute of Medicine — IOM), некоммерческая организация при Национальной академии наук США, определила, что средняя потребность в белке для взрослых составляет 0,6 г/кг в сутки и предположили, что рекомендуемая дневная норма потребления (recommended daily intake — RDI) с целью предотвращения потери азотистых оснований (то есть мышечной потери) у 97,5 % взрослых составляет 0,8 г/кг в сутки. В дальнейшем, экспертное совещание Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, ВОЗ и Университет ООН установили популяционную эталонную величину потребления (population reference intake — PRI) в дозировке 0,83 г/кг в сутки, которая признана адекватной для всех взрослых. IOM также предположили, что употребляемый в течение дня белок должен включать в себя 10–35 % от общего суточного потребления калорий, даже с учетом того, что потребление через белок 15 % и более калорий от суточной потребности превышает значения RDI и PRI.

Международные экспертные группы (Европейское сообщество по парентеральному и энтеральному питанию и исследование PROT–AGE) рекомендуют прием белка из расчета 1,0–1,2 г/кг в сутки, что выше RDI и PRI, для лиц старшей возрастной группы (старше 65 лет) для предотвращения снижения мышечной массы, ассоциированного с возрастом. Высокое потребление белка (более 0,8 г/кг в сутки) также обычно рекомендуется для поддержания или снижения массы тела, что связано с более выраженным насыщением при питании белковой пищей, нежели пищей, насыщенной углеводами и жирами, и более выраженным термическим эффектом (повышение уровня обмена веществ, индуцированное диетой, за счет переваривания, абсорбции и метаболизма потребляемых нутриентов). Осведомленность о том, что повышенное употребление белковой пищи положительно сказывается на мышечной массе, мышечной функции и массе тела, сподвигает общество думать, что диета с большим содержанием белка является полезной. Например,

65 % взрослых людей в США предпочитают белок-содержащие продукты и напитки и «стараются есть больше белка».


Прием белка

Многие взрослые люди в США и других развитых странах в действительности потребляют больше белка, чем рекомендовано по RDI и PRI, при этом некоторые употребляют белковой пищи даже больше, чем рекомендовано для лиц пожилого возраста. Например, по данным Фрамингемского исследования третьего поколения, проведенного в США, показано, что 82 % лиц из принимавших участие в исследовании принимали как минимум рекомендованную суточную дозировку, и медиана потребления белка в первом, втором, третьем и четвертом квартилях составила 0,8, 1,1, 1,3 и 1,8 г/кг в сутки соответственно. В дальнейшем, в исследовании NHANES (National Health and Nutrition Examination Survey) 2001–2014 годов, также проводившемся в США, было выяснено, что минимум суточного потребления белка был аналогичен результату Фрамингемского исследования у 85 % исследуемых. В NHANES среднее потребление белка было выше у мужчин и у лиц молодого возраста. Среднее потребление ранжировалось от 1,5 г/кг в сутки у мужчин 18–30 лет до 1,0 г/кг в сутки у женщин 80 лет и старше. В целом, прием белка пропорционален потреблению калорий и составляет приблизительно 15 % (межквартильный размах 10–22 %) от общего потребления калорий. Прием углеводов составил приблизительно 50 %, а жиров — 35 % от общего потребления калорий среди всех возрастов и лиц с различными показателями индекса массы тела (ИМТ). Соответственно, высокое потребление белка (более 0,8 г/кг в сутки) чаще встречалось вне случаев ограничения калорийности питания, употребления углеводов и/или жиров.


Белковый обмен в мышечной ткани

В постабсорбтивном периоде (при голодании), прямой баланс мышечного белка (то есть мышечные белки теряются) из-за того, что расщепление белка преобладает над его синтезом в мышцах. Прием белка или смеси макронутриентов стимулирует синтез белка в мышечной ткани. Этот эффект активируется за счет постпрандиального повышения уровня аминокислот в плазме крови, которые активируют анаболические сигнальные пути с целью увеличения их поступления в мышцы с дальнейшим синтезом белка. Вдобавок, потребление белка или смеси макронутриентов также ингибирует расщепление мышечных белков за счет стимуляции секреции инсулина. Инсулин обладает мощными анти-протеолитическими эффектами, и плазменная концентрация инсулина, необходимая для подавления расщепления мышечного белка, составляет около 15–30 мкЕД/мл. Данная концентрация достигается приемом небольшого (около 250 ккал) смешанного приема пищи. Стимулирующий эффект приема белка в пищу на синтез белков в мышечной ткани и ингибирующий эффект инсулина на распад мышечных белков способствуют отложению белка в мышцах. В связи с этим, увеличение мышечной массы случается тогда, когда постпрандиальное накопление белков в мышцах превышает постабсорбтивную потерю белка.

Рисунок 2 | Влияние потребления белка на белковый обмен и окисление аминокислот в мышцах.

Способность мышц превращать поглощенный белок и составляющие его аминокислоты в миофибрилльные и другие интрамиоцеллюлярные протеины строго регулируется. Отношения между приемом белковой пищи и уровнем постпрандиального синтеза белка в мышечной ткани зависят от степени насыщения, охватывая максимальный уровень синтеза в 0,25 г/кг и 0,40 г/кг у молодых (18–37 лет) и лиц средних лет и старшей возрастной группы (старше 55 лет) соответственно. В среднем, это сопоставляется с потреблением примерно 18 г белка за один прием у молодых и примерно 28 г белка у возрастных лиц. Аминокислоты из белка потребляются в более избыточном количестве, нежели окисляются. В силу вышесказанного, исследователи порекомендовали максимальные стимулирующую дозу белка — около 30 грамм — для потребления в каждый прием пищи. Однако синтез белка в мышцах рефрактерен к стойкой гипераминоацидемии и синтез белка возвращается к базальным значениям спустя 2,5 часа, даже когда концентрация аминокислот в плазме до сих пор высокая или продолжает повышаться за счет непосредственного их употребления. Эти физиологические факторы обусловливают сложность увеличения прироста мышечного белка за счет повышения уровня и частоты употребления белковой пищи.


Потребление белка и масса нежировой ткани.

Эффекты повышенного потребления белка на общую массу тела, массу нежировой ткани и мышечной массы были оценены в обоих популяционных исследованиях и рандомизированных контролируемых наблюдениях. Эти рандомизированные контролируемые исследования, включавшие исследования с поддержанием массы тела, высококалорийным питанием и исследования по снижению веса, индуцированные диетой. Популяционные исследования включали кросс-секционные и долгосрочные исследования. Общая масса нежировой ткани оценивалась различными методами, такими как двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA), биоимпеданс, воздушная заместительная плетизмография, гидростатическое взвешивание или изотопическая дилюция с оксидом дейтерия. Мышечная масса оценивалась как безжировая масса конечностей и оценивалась с помощью DXA.

Популяционные исследования. Одно кросс-секционное исследование, проведенное в США, выявило, что ИМТ и окружность талии имели обратную ассоциацию с приемом белка (выраженный как граммы на килограмм массы тела в день). Однако другое исследование, проведенное в Великобритании, показало, что прием белка (выраженный как процент общего потребления калорий) был напрямую связан с ИМТ и окружностью талии. Более того, в обоих случаях набор веса и риск развития ожирения были напрямую ассоциированы с приемом белка (выраженный как процент общего потребления калорий) в нескольких долгосрочных когортных исследованиях, которые были проведены в Европе. Общая масса нежировой ткани и мышечная масса были напрямую связаны с приемом белка в нескольких популяционных исследованиях из США и Великобритании, и в данных исследованиях было высказано предположение о белок-ассоциированном повышении массы тела в других исследованиях за счет повышения массы нежировой ткани. Однако данные эффекты были незначительны и статистически недостоверными. В вышеописанном Фрамингемском иссследовании лица, получавшие наименьший квартиль потребления белка, то есть менее 0,8 г/кг в сутки, имели меньшую безжировую массу конечностей, чем те, кто принимал больший граммаж. Однако безжировая масса конечностей не различалась у лиц в других трех квартилях. В проспективном исследовании Health ABC, США, мужчины и женщины 70–79 лет, употреблявшие менее 0,8 г/кг белка в день теряли статистически значимо больше общей и безжировой массы конечностей в течение более 3 лет наблюдения в отличие от лиц, получавших 0.8 г/кг в день и более. Тем не менее протективный эффект повышенного потребления белка не приводил к предупреждению или ослаблению нормальной возраст-ассоциированной потери массы нежировой ткани и мышечной массы у лиц, поддерживающих свою массу тела.

Рандомизированные контролируемые исследования при поддержании веса. Результаты нескольких рандомизированых контролированных исследований продемонстрировали, что повышенное употребление белка в объемах 30–56 г в день в течение от 12 недель до 2 лет не повлияло на вес тела или повышение нежировой массы у лиц с избыточной массой тела или ожирением. Кроме всего прочего, высокобелковые режимы питания не помогли набрать мышечную массу (оцениваемую как безжировую массу конечностей с использованием DXA или гистологической оценки площади поперечного сечения мышечного волокна) у лиц старшей возрастной группы (65 лет и старше), которые потребляли адекватные уровни белка исходно. Данные некоторых систематических обзоров и метаанализов также малый эффект или его отсутствие при повышенном приеме белка и употреблении аминокислот при индуцированной упражнениями мышечной гипертрофии в среднем возрасте (старше 45 лет) и в старшей возрастной группе (65 лет и старше). Но повышенное потребление белка в значения выше RDI повышала уровень мышечной гипертрофии, индуцированной физическими нагрузками, у молодых (младше 45 лет).

Рандомизированные контролируемые исследования с высококалорийной диетой. Одно рандомизированное контролируемое исследование оценило эффекты высококалорийной диеты, которое включало в себя примерно на 40 % больше, чем требовалось на поддержание массы тела (дополнительно около 1000 ккал в сутки) и различные значения белка на вес тела и нежировую массу тела. В этом исследовании люди, которые получали низкобелковую высококалорийную диету (менее 0,7 г/кг в сутки) набирали меньшую нежировую массу, чем те, кто употреблял высококалорийную диету с большим содержанием белка. Тем не менее, когда потребление белка было адекватным, высокое потребление не приводило к значимому повышению нежировой массы: как таковое повышение нежировой массы тела не различалось у лиц, употреблявших 25 % суточной калорийности из белков в сравнении с теми, кто потреблял 15 % суточной калорийности. Более того, лица на низкобелковой диете (5 % из белковой пищи, приблизительно

Рисунок 3 | Влияние поступающего с пищей белка на метаболизм глюкозы и синтез белка в мышцах.

Употребление белка и хроническая болезнь почек

В европейской популяции 45 лет и старше распространенность хронической болезни почек (ХБП), определяемая как расчетная скорость клубочковой фильтрации (СКФ)

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector