Белки их функции

Симптомы нехватки белка в организме

Белковый дефицит довольно частое явление при неправильном питании и гиперактивном образе жизни современного человека. В легкой форме выражается в регулярной усталости и ухудшении работоспособности. С ростом недостаточного количества организм сигнализирует посредством симптомов:

  1. Общая слабость и головокружение. Снижение настроения и активности, появление мышечной усталости без особых физических нагрузок, ухудшение координации движений, ослабление внимания и памяти.
  2. Появление головных болей и ухудшение сна. Появившаяся бессонница и беспокойство свидетельствует о нехватке серотонина.
  3. Частые перепады настроения, ворчливость. Нехватка ферментов и гормонов провоцирует истощение нервной системы: раздражительность по любому поводу, необоснованную агрессивность, эмоциональную несдержанность.
  4. Бледность кожи, высыпания. При недостатке железосодержащего белка развивается анемия, симптомы которой сухость и бледность кожи, слизистых оболочек.
  5. Отечность конечностей. Низкое содержание белка в плазме крови нарушает водно-солевой баланс. Подкожно-жировая клетчатка накапливает жидкость в лодыжках и щиколотках.
  6. Плохая заживляемость ран и ссадин. Восстановление клеток тормозится из-за нехватки «строительного материала».
  7. Ломкость и выпадение волос, хрупкость ногтей. Появление перхоти из-за сухости кожи, расслаивание и растрескивание ногтевой пластины самый распространенный сигнал организма о нехватке белка. Волосы и ногти постоянно растут и мгновенно реагируют на недостаток веществ, способствующих росту и хорошему состоянию.
  8. Беспричинная потеря веса. Исчезновение килограммов без видимой причины обусловлено необходимостью организма компенсировать нехватку белка за счет мышечной массы.
  9. Сбой в работе сердца и сосудов, появление одышки. Ухудшается также работа дыхательной, пищеварительной, мочеполовой систем. Появляется одышка без физических нагрузок, кашель без простудных и вирусных заболеваний.

С появлением симптомов подобного рода следует немедленно изменить режим и качество питания, пересмотреть образ жизни, при усугублении — обратиться к врачу.

Аминокислоты, содержащиеся в белке

Заменимые способны синтезироваться самим организмом, но поступление их извне никогда не бывает лишним. Особенно при активном образе жизни и больших физических нагрузках.

Важны все без исключения, наиболее популярные из них:

Аланин.
Стимулирует обмен углеводов, способствует выведению токсинов. Ответственный за «чистоту». Высокое содержание в мясе, рыбе, молочной продукции.

Аргинин.
Необходим для сокращения любых мышц, здоровой кожи, хрящей и суставов. Обеспечивает сжигание жира и работу иммунной системы. Есть в любом мясе, молоке, любых орехах, желатине.

Аспарагиновая кислота.
Обеспечивает энергобаланс. Улучшает функционал ЦНС. Хорошо пополняют энергетический ресурс блюда из говядины и курицы, молоко, тростниковый сахар. Содержится в картофеле, орехах, крупах.

Гистидин.
Главный «строитель» тела, трансформируется в гистамин и гемоглобин. Быстро заживляет раны, отвечает за механизмы роста. Относительно много в молоке, злаковых и любом мясе.

Серин.
Нейромедиатор, незаменим для четкой работы головного мозга и ЦНС. Есть в арахисе, мясе, злаках, сое.

При полноценном питании и правильном образе жизни в организме появятся все аминокислоты для синтеза «кубиков» и моделирования здоровья, красоты и долголетия.

Когда белок вредит организму

  • избыточного приема;
  • хронических заболеваний печени, почек, сердца и сосудов.

Переизбыток случается не часто из-за неполного усвоения вещества организмом. Встречается у желающих увеличить мышцы в кратчайшие сроки без соблюдения рекомендаций тренеров и диетологов.

К проблемам «лишнего» приема относят:

Почечную недостаточность. Чрезмерное количество белка перегружает органы, нарушая их естественную работу. «Фильтр» не справляется с нагрузкой, появляются заболевания почек.

Заболевания печени. Лишний белок накапливает аммиак в крови, который ухудшает состояние печени.

Развитие атеросклероза. Большинство продуктов животного происхождения, помимо полезных веществ, имеют в составе вредоносные жир и холестерин.

Людям, страдающим патологией печени, почек, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем следует ограничить прием белка.

Забота о собственном здоровье воздается сторицей тем, кто о нем беспокоится. Чтобы избежать тяжелых последствий, нужно помнить о потребности организма в восстановлении. Полноценный отдых, питание, посещение специалистов продлят молодость, здоровье и жизнь.

Функции белков в природе универсальны. Белки входят в состав всех живых организмов. Мышцы, кости, покровные ткани, внутренние органы, хрящи, шерсть, кровь — все это белковые вещества.

Растения синтезируют белки из углекислого газа и воды за счет фотосинтеза. Животные организмы получают, в основном, готовые аминокислоты с пищей и на их базе строят белки своего организма.

Ни один из известных нам живых организмов не обходится без белков. Белки служат питательными веществами, они регулируют обмен веществ, исполняя роль ферментов – катализаторов обмена веществ, способствуют переносу кислорода по всему организму и его поглощению, играют важную роль в функционировании нервной системы, являются механической основой мышечного сокращения, участвуют в передаче генетической информации и т.д.

Видеофильм «Функции белков»

Разнообразные функции белков определяются a-аминокислотным составом и строением их высокоорганизованных макромолекул.

1. Каталитическая (ферментативная) функция

Каталитическая функция — одна из основных функций белков. Абсолютно все биохимические процессы в организме протекают в присутствии катализаторов – ферментов. Все известные ферменты представляют собой белковые молекулы.

Белки – это очень мощные катализаторы. Они ускоряют реакции в миллионы раз, причем для каждой реакции существует свой фермент.

В настоящее время известно свыше 2000 различных ферментов, которые являются биологическими катализаторами.

Например, фермент пепсин расщепляет белки в процессе пищеварения.

Даже такая простая реакция как гидратация углекислого газа катализируется ферментом карбоангидразой.

Ферменты катализируют реакции расщепления сложных молекул (катаболизм) и их синтеза (анаболизм), а также репликации ДНК и матричного синтеза РНК.

2. Транспортная функция

Некоторые белки способны присоединять и переносить (транспортировать) различные вещества по крови от одного органа к другому и в пределах клетки.

Белки транспортируют липиды (липопротеиды), углеводы (гликопротеиды), ионы металлов (глобулины), кислород и углекислый газ (гемоглобин), некоторые витамины, гормоны и др.

Например, альбумины крови транспортируют липиды и высшие жирные кислоты (ВЖК), лекарственные вещества, билирубин.

Белок эритроцитов крови гемоглобин соединяется в легких с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин. Достигая с током крови органов и тканей, оксигемоглобин расщепляется и отдает кислород, необходимый для обеспечения окислительных процессов в тканях.

Белок миоглобин запасает кислород в мышцах.

Специфические белки-переносчики обеспечивают проникновение минеральных веществ и витаминов через мембраны клеток и субклеточных структур.

3. Защитная функция

Защитную функцию выполняют специфические белки (антитела — иммуноглобулины), которые вырабатываются иммунной системой организма. Они обеспечивают физическую, химическую и иммунную защиту организма путем связывания и обезвреживания веществ, поступающих в организм или появляющихся в результате жизнедеятельности бактерий и вирусов.

Например, белок плазмы крови фибриноген участвует в свертывании крови (образовывает сгусток). Это защищает организм от потери крови при ранениях.

Альбумины обезвреживают ядовитые вещества (ВЖК и билирубин) в крови.

Антитела, вырабатываемые лимфоцитами, блокируют чужеродные белки. Интерфероны — универсальные противовирусные белки.

Многие живые существа для обеспечения защиты выделяют белки, называемые токсинами, которые в большинстве случаев являются сильными ядами. В свою очередь, некоторые организмы способны вырабатывать антитоксины, которые подавляют действие этих ядов.

4. Сократительная (двигательная) функция

Важным признаком жизни является подвижность, в основе которой лежит данная функция белков, таких как актин и миозин – белки мышц. Кроме мышечных сокращений к этой функции относят изменение форм клеток и субклеточных частиц.

B результате взаимодействия белков происходит передвижение в пространстве, сокращение и расслабление сердца, движение других внутренних органов.

5. Структурная функция

Структурная функция — одна из важнейших функций белков. Белки играют большую роль в формировании всех клеточных структур.

Белки – это строительный материал клеток. Из них построены опорные, мышечные, покровные ткани.

Некоторые из них (коллаген соединительной ткани, кератин волос, ногтей, эластин стенок кровеносных сосудов, фиброин шелка и др.) выполняют почти исключительно структурную функцию.

Кератин синтезируется кожей. Волосы и ногти – это производные кожи.

В комплексе с липидами белки участвуют в построении мембран клеток и внутриклеточных образований.

6. Гормональная (регуляторная) функция

Регуляторная функция присуща белкам-гормонам (регуляторам). Они регулируют различные физиологические процессы.

Например, наиболее известным гормоном является инсулин, регулирующий содержание глюкозы в крови. При недостатке инсулина в организме возникает заболевание, известное как сахарный диабет.

Интересно знать!

В плазме некоторых антарктических рыб содержатся белки со свойствами антифриза, предохраняющие рыб от замерзания, а у ряда насекомых в местах прикрепления крыльев находится белок резилин, обладающий почти идеальной эластичностью. В одном из африканских растений синтезируется белок монеллин с очень сладким вкусом.

7. Питательная (запасная) функция

Питательная функция осуществляется резервными белками, которые запасаются в качестве источника энергии и вещества.

Например: казеин, яичный альбумин, белки яйца обеспечивают рост и развитие плода, а белки молока служат источником питания для новорожденного.

8. Рецепторная (сигнальная) функция

Некоторые белки (белки-рецепторы), встроенные в клеточную мембрану, способны изменять свою структуру под воздействием внешней среды. Так происходит прием сигналов извне и передача информации в клетку.

Например, действие света на сетчатку глаза воспринимается фоторецептором родопсином.

Рецепторы, активизируемые низкомолекулярными веществами типа ацетилхолина, передают нервные импульсы в местах соединения нервных клеток.

9. Энергетическая функция

Белки могут выполнять энергетическую функцию, являясь одним из источников энергии в клетке (после их гидролиза). Обычно белки расходуются на энергетические нужды в крайних случаях, когда исчерпаны запасы углеводов и жиров.

При полном расщеплении 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж энергии. Но в качестве источника энергии белки используются крайне редко. Аминокислоты, высвобождающиеся при расщеплении белковых молекул, используются для построения новых белков.

Белки

>Функции белков, Роль белков, Нормы потребления, Пищевые источники

Важнейшие функции белков

Белки пищевых продуктов невозможно заменить другими веществами, и роль их в организме человека чрезвычайно важна (рис.3.1).
Белки играют ключевую роль в жизни клетки, составляя материальную основу её химической деятельности.

Каталитические белки Наиболее многообразный класс белков относится к биологическим катализаторам, которые называются ферментами или энзимами. Ежесекундно в клетках протекает множество химических реакций, причем почти все они катализируются при помощи ферментов. В настоящее время выделено и идентифицировано более 2000 ферментов, катализирующих протекание разнообразных реакций в клетках и тканях.

Транспортные белки Ряд белков выполняет функции переноса веществ из одного компартамента клетки в другой или между органами целого организма. Например, гемоглобин переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ из тканей в легкие. В крови локализованы специальные транспортные белки – альбумины, переносящие различные эндогенные и экзогенные вещества. Имеются также специальные белки – пермеазы, переносящие различные вещества через биологические мембраны.

Регуляторные белки В организме существует специальный класс белков, выполняющий регуляторные функции. В первую очередь к ним относятся гормоны белково-пептидной природы. Эти белки играют основополагающую роль в регуляции клеточной и физиологической активности. Например, гормон инсулин регулирует потребление клетками глюкозы, кальцитонин – содержание кальция в крови и костной ткани и т.д.

Защитные белки Защитные белки представлены прежде всего антителами или иммуноглобулинами. Эти белки синтезируются в костном мозге и предохраняют организм от чужеродных веществ. Они обладают уникальным свойством распознавать чужеродные бактерии, вирусы или белки, связываться с ними и нейтрализовать.

К защитным относят белки комплемента, действие которых связано с лизисом клеточных стенок бактерий и других чужеродных веществ, а также фибриноген и тромбин, предохраняющие организм от потери крови.

Роль белков в питании, Нормы потребления белков

Основные опасности избытка и недостатка белков

Специалистами ВОЗ отмечается, что потребление человеческим организмом белка в количестве ниже рекомендуемой минимальной потребности (35-40 г/сутки) вызывает белковую недостаточность.

Белково-энергетическая недостаточность вызывает широкий спектр патологических состояний, наиболее тяжелыми из которых являются алиментарный маразм и квашиоркор. Симптомами алиментарного маразма являются задержка развития, низкая для возраста масса тела, исчезновение подкожного жирового слоя, общее истощение мускулатуры. Чаще всего наблюдается у грудных детей и детей младшего возраста. Квашиоркор – это состояние, для которого характерны отеки, низкая масса тела, пигментация кожи.

Дефицит пищевого белка отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. Когда распад превалирует над синтезом, нарушается азотный баланс. При этом питание может удовлетворять потребность организма в энергии за счет углеводов и жиров. Белковая недостаточность проявляется снижением массы тела, замедлением интенсивности роста и психологического развития детей, снижением иммунитета. Нарушаются функции печени, поджелудочной железы, кровеносных органов, возникает анемия.

Белковая недостаточность легкой и средней тяжести встречаются у строгих вегетарианцев, употребляющих только растительную пищу ограниченного ассортимента, при нерациональном питании детей и подростков, неудовлетворении повышенной потребности организма в белках при беременности, кормлении ребенка грудью, самолечении физиологически необоснованными диетами, одностороннем углеводно-жировом питании. Белковая недостаточность характерна и для многих алкоголиков. В ряде случаев она может и не быть напрямую связана алиментарным фактором, а вызываться различными болезнями. Так, нарушения переваривания и всасывания белка возможны при болезнях органов пищеварения, в частности кишечника. Повышенный расход белка характерен для туберкулеза и многих других инфекционных заболеваний, тяжелых травм и операций, обширных ожегов, злокачественных новообразований, болезней почек, щитовидной железы, массивных кровопотерь и т.д.

Высокое потребление белка также не является полезным. Лишний белок в организме не откладывается, и поэтому увеличивается белковая нагрузка на печень и почки: печень участвует в обмене, а почки выводят продукты обмена, происходит увеличение печени и почек в размерах – их гипертрофия. Усиленное белковое питание приводит к перевозбуждению нервной системы, что постепенно приводит к неврозам. Повышенное количество белков в пище нарушает пищеварение. Сначала усиливается, а затем тормозится секреция желудочного сока, что ухудшает усвоение пищи.
При избыточном белковом питании усиливаются неконтролируемые организмом процессы гниения в кишечнике.

В странах Древнего Востока существовала своеобразная казнь: приговоренных к смерти кормили только вареным мясом, и они умирали от самоотравления на 28-30-й день, то есть гораздо раньше, чем при полном голодании.
Таким образом, потребление белка в количествах, выходящих за верхние и нижние границы потребностей организма, оказывает отрицательное влияние на обмен веществ и состояние жизненно важных органов и систем. Некоторые пищевые источники белка приведены в табл.

Основные пищевые источники белка

Продукт г/100г Продукт г/100г
Соя 34-35 Куры 18-21
Икра осетровая, кетовая 29-32 Творог 18
Сыры (твердые) 23-30 Карп, минтай, треска 16
Фасоль 20-21 Хлеб из пшеничной муки 8-9
Говядина 19-22 Хлеб из ржаной муки 6-7
Баранина 16-21 Креветки 18,9
Свинина 12-20 Кальмары 19

Рекомендуемые нормы потребления основных пищевых веществ для основных групп населения, выработанные российской научной школой питания, включают 73-120 г белков в сутки для мужчин и 60-90 г для женщин, в том числе белка животного происхождения 43-65 и 43-49 г, соответственно. Нижняя граница относится к тем, чья деятельность не связана с физическим трудов, верхняя – к людям, испытывающим тяжелые физические нагрузки. В среднем, для взрослого мужчины в возрасте 30 лет необходимый уровень потребления белка в пересчете на азот равен 9,0 – 9,2 г в сутки на 1 кг массы тела. Потребность в белке для лиц, перенесших заболевания органов пищеварения, дыхания, увеличивается в среднем до 110-120 г в день, а в высокобелковой диете, например у диабетиков его количество может достигать 135-140 г. Белок ограничивается до 20-40 г в сутки при заболеваниях, связанных с почечной недостаточностью, подагре и некоторых других.

Проблема белкового дефицита на Земле и пути её преодоления

Сегодня в мире существует дефицит пищевого белка и недостаток его в ближайшие десятилетия, вероятно сохранится. На каждого жителя Земли приходится около 60 г белка в сутки, при норме 70. По данным Института питания РАМН, начиная с 1992 г. В России потребление животных белковых продуктов снизилось на 25-35% и соответственно увеличилось потребление углеводсодержащей пищи (картофеля, хлебопродуктов, макаронных изделий). Среднедушевой потребление белка уменьшилось на 17-22%: с 47,5 до 38,8 г/сут белка животного происхождения (49% против 55% рекомендуемых); в семьях с низким доходом потребление общего белка в сутки не превышает 29-40 г.

По данным Института питания РАМН, ежегодный дефицит пищевого белка в России превышает 1 млн т.

Снижение употребления белка с пищей соответствует современным мировым тенденциям снижения степени обеспеченности населения Земли белком. Общий дефицит белка на планете оценивается в 10-25 млн т в год. Из 6 млрд человек, живущих на Земле, приблизительно половина страдает от недостатка белка. Нехватка пищевого белка является не только экономической, но и социальной проблемой современного мира. Не во всех странах продукты животного происхождения доступны широким слоям населения. В районах тропической Африки, Латинской Америки и Азии, население которых занято тяжелым сельскохозяйственным трудом, проблема обеспеченности белком животного происхождения особенно острая.

Традиционным путем увеличения ресурсов пищевого белка является повышение производительности растениеводства и животноводства на основе технологий возделывания зернобобовых, масличных и злаковых культур, употребляемых как непосредственно в пищу, так и на корм скоту. Наибольшее количество белка, и особенно лизина, обеспечивают посевы зернобобовых культур: сои, нута, чечевицы, гороха, люпина. Однако, бобовые культуры, используемые непосредственно в пищу, не являются традиционными для многих народов, к тому же трудно достичь высоких урожаев и расширения площадей посева любой культуры в силу особенностей почвенно-климатических условий выращивания и применения агротехнических мероприятий.

Растительный рацион, содержащий полноценный белок в необходимом количестве, может быть создан на основе использования пищевых продуктов, полученных из разных источников. Например, кукуруза бедна триптофаном и лизином, а бобовые – метионином, поэтому смесь, состоящая из кукурузы и соевых продуктов или овощей, обеспечивает поступление в организм «качественного белка».

За счет практического применения достижений генетики выведены новые сорта зерновых культур с повышенным количеством белка и лизина. Так, в нашей стране и а рубежом выведены сорта высоколизиновой кукурузы «Опейк-2», ячменя «Хайпроли», сорго, пшеницы с повышенным количеством белка. Путем скрещивания, например, ячменя «Хай-проли» с высокобелковыми мутантами, получены сорта с содержанием лизина 4,5-4,8% и белка 13,5-15,5%. Создан гибрид ржи и пшеницы (тритикале) с 3,7 лизина и средним содержанием белка 13,4%.

Увеличение количества пищевого белка за счет животноводства является менее перспективным путем, по сравнению с растениеводством. На получение 1 кг животного белка, содержащегося в молоке, мясе и яйцах, требуется израсходовать 5-8 кг кормового белка. При этом коэффициенты трансформации растительных белков в белки высокопродуктивных животных и птиц очень низкие (25-39%).

Отсутствие у животных способности синтезировать ряд аминокислот приводит к тому, что свои потребности в последних они удовлетворяют за счет повышенного количества растительных белков. Организм животного может синтезировать ряд недостающих аминокислот, но только в ущерб деятельности гормональной и ферменетативной систем. Отсюда актуальным является сбалансированное кормление животных (отходы мясомолочной, рыбной промышленности, соевый шрот и т.д.) в целях повышения коэффициента трансформации белков в животноводческую продукцию.