В чем заключается пластическая функция белков

#Sekta: информационный портал

Пишем статьи о питании, тренировках и здоровом образе жизни на основе научных исследований

Белки

Белки составляют около 20% от общей массы тела человека: 40-50% из них приходится на мышцы, 20% – на кости и хрящи, 16% – на кровь, 10%-15% – на кожу.

БЕЛОК И ЕГО ФУНКЦИИ В ОРГАНИЗМЕ

Сами белки состоят из аминокислот, которые скрепляются между собой органическими соединениями. В процессе пищеварения, белки из продуктов сначала распадаются на составные части – аминокислоты – которые затем используются для построения собственных белков человека.

На протяжении дня в организме постоянно происходит распад и синтез белка. Недостаток аминокислот может помешать этому процессу, что приведёт к тому, что организм начнет расщеплять собственные белки, чтобы устранить нехватку незаменимых аминокислот.

Классификация белков

Существует два варианта классификации белков: по аминокислотному составу и по происхождению.

В зависимости от происхождения, белки обычно делят на два типа: животный и растительный.

Белки, включающие в себя полный набор незаменимых аминокислот, называют полноценными. Белки, в которых не хватает одной или нескольких аминокислот, либо они находятся в слишком малом количестве – неполноценные белки.

Незаменимые аминокислоты в достаточном количестве содержатся преимущественно в продуктах животного происхождения – мясе, рыбе, яйцах, молочной продукции. Исключением является соевый белок, который по аминокислотному составу схож с мясным. Среди круп лидером по содержанию незаменимых аминокислот является киноа.

Белки содержат в своём составе порядка 20 основных аминокислот, 9 из которых классифицируются как незаменимые (то есть их единственный источник – пища), в то время как остальные синтезируются в организме человека (заменимые).

Незаменимые аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в теле взрослого человека, и их источники:

Функции белков в организме

1. Пластическая (структурная) функция.
Из белков строятся все ткани и органы человека, они придают форму клетке и её составным частям.

2. Гормональная и ферментативная функция.
Белки являются основой всех ферментов (катализаторов), без которых невозможны усвоение пищи и все биохимические реакции в организме.

Белки-гормоны регулируют концентрацию веществ в крови и клетках, рост, размножение и многие другие процессы. Например, белок инсулин регулирует концентрацию сахара в крови и отправляет сахар в мышцы или печень.

3. Защитная функция.
Белок коллаген создает основу кожного покрова, который защищает организм от окружающей среды; белки-ферменты расщепляют токсины в печени; белки крови составляют основу иммунной системы организма и защищают от вирусов, бактерий и чужеродных белков.

4. Транспортная функция.
Белки обеспечивают транспорт различных минеральных солей и витаминов через мембраны клеток и внутриклеточных структур, участвуют в переносе кислорода, липидов, углеводов, некоторых витаминов, гормонов и лекарственных средств.

5. Распределительная функция.
Белки участвуют в распределении жидкости между внутри- и внеклеточной средой в организме.

6. Энергетическая функция.
При потреблении большего количества белка, чем необходимо для тканей и клеток организма, человеческое тело использует его в качестве энергетического ресурса. Эта функция включается при недостатке других источников энергии – углеводов и жиров.

7. Двигательная функция.
Белки актин и миозин обеспечивают движение мышц.

Особенности усвоения БЕЛКОВ

Процесс переваривания белков требует повышенной кислотности в желудке. Желудочный сок необходим для активизации ферментов, ответственных за расщепление белков на пептиды, а также за первичное расформировывание пищевых белков в желудке.

Из желудка пептиды и аминокислоты попадают в тонкую кишку, где часть из них всасывается через стенки кишечника в кровь, а часть расщепляется далее на отдельные аминокислоты.

Для оптимизации этого процесса нужно нейтрализовать кислотность желудочного раствора, и за это отвечает поджелудочная железа, а также желчь, вырабатываемая печенью и необходимая для абсорбции жирных кислот.

Белки из разных источников и даже разные белки из одного источника (казеин и белок из молочной сыворотки) утилизируются организмом с разной скоростью. Белки животного происхождения усваиваются организмом на 93-96%, растительного происхождения – на 62-80%.

Как и все питательные вещества, белки, поступающие с пищей, не обладают стопроцентной усвояемостью. Степень их всасывания может существенно меняться в зависимости от физико-химического состава самого продукта, потребляемых одновременно с ним продуктов, особенностей организма и состава кишечной микрофлоры. Поэтому при выборе источников белка, кроме полноценности, нужно учитывать усвояемость и биологическую ценность.

Многие белки после тепловой обработки усваиваются лучше (но не молочные и яичные), так как они становятся более доступными для ферментов желудочно-кишечного тракта. Однако тепловая обработка может снижать биологическую ценность белка из-за разрушения некоторых аминокислот (например, это относится к мясу).

Наиболее усвояемыми* считаются казеин (молочный белок), яичный белок, соевый белок, сыворотка (молочный белок). Далее в порядке снижения степени усвояемости идут говядина, нут, фрукты, чёрные бобы, овощи, другие бобовые, желтый колотый горох, зерновые и производные, арахис, рис, цельная пшеница.

* На основании коэффициента усвоения белков, скорректированного по аминокислотному составу (PDCAAS – Protein digestibility-corrected amino acid score), который учитывает аминокислотный состав (химическую ценность) и полноту переваривания (биологическую ценность) белков.

Перечень белков в соответствии со снижением их биологической ценности**: сывороточный белок, белок цельных яиц (в том числе, из желтка), яйцо (только белок), мясо и рыба, казеин, соевый белок, другие растительные белки.

** В соответствии с показателем биологической ценности (BV – biological value), характеризующим соотношение потребляемого и выделяемого азота.

Азот в организме откладывается в запас только в составе белков. Если в результате белкового распада азот выходит из их состава, то он удаляется с мочой. Для полноценного функционирования организма необходимо восполнение удаляемого азота.

Вопросы употребления белка в пищу

Сколько белка необходимо употреблять в день?

Энергетическая ценность белка равна энергетической ценности углеводов и составляет 4 ккал на 1 г. Но, как говорилось выше, у белка слишком много необходимых функций, чтобы использовать его исключительно как энергетический ресурс.

Организации разных стран, занимающиеся вопросами здоровья и благополучия населения, сходятся во мнении о необходимой доле белка в общем объёме калорий дневного рациона и рекомендуют поддерживать её на уровне 10-35%.

Рекомендуемый минимум белка (физиологическая потребность) варьируется в разных источниках от 0,6 до 1,7 г/кг массы тела (в среднем – 0,8-1 г на 1 кг). Потребность в белке зависит от возраста, пола, физической активности, климатических особенностей региона и характера трудовой деятельности.

Исследования по оптимальному количеству потребляемого в пищу белка продолжаются, этот вопрос пока не имеет однозначного ответа.

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.

Например, в семидесятых годах отмечались смертельные случаи у людей, длительное время соблюдавших низкокалорийные диеты с выраженным недостатком белка. Это происходило из-за серьезных нарушений в деятельности сердечной мышцы.

Воздействие избыточного количества белка иллюстрирует древняя казнь в странах Востока: 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.

Я слышал, что животный белок вреден. Правда ли это, нужно ли от него отказаться?

Сравнительно немного доказательств было собрано в отношении эффекта от количества пищевого белка, приводящего к развитию хронических заболеваний у здоровых людей.

Тем не менее, появляется всё больше доказательств того, что выбор продуктов питания с высоким содержанием белка играет определенную роль в состоянии здоровья, и что употребление в пищу белковых продуктов с учётом их состава и в оптимальных количествах может снизить риск некоторых заболеваний и преждевременной смерти.

Считается, что употребление растительного белка связано с более низким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний и снижением уровня холестерина, в то время как употребление животного может повысить уровень инсулина в крови и увеличить вероятность развития воспалительных заболеваний кишечника, рака толстой и прямой кишки, рака предстательной железы.

В октябре 2015 года Международное агентство по изучению рака (IARC) Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) опубликовало сообщение о том, что потребление обработанного мяса является “канцерогенным для человека”, а потребление красного мяса “вероятно канцерогенно для человека».

В публикации на сайте Гарвардской медицинской школы сообщается, что переход на вегетарианский или веганский образ питания не является необходимым. Но при этом имеет смысл сократить потребление красного мяса и добавить в свой рацион другие источники белка.

Кроме того, крупное исследование, проведённое группой учёных Оксфордского Университета, показало, что смертность от наиболее распространённых заболеваний среди вегетарианцев и тех, кто употребляет животный белок, различается незначительно.

При этом уровень распространённости некоторых заболеваний выше среди невегетарианцев (например, рак поджелудочной железы, лимфома), некоторых – среди вегетарианцев (например, колоректальный рак). Также было установлено, что среди веганов (но не вегетарианцев) в целом выше уровень смертности от заболеваний сосудов мозга, респираторной системы.

Если я веган, необходимо ли сочетать злаки и бобовые в одном приеме пищи для того, чтобы получить все необходимые аминокислоты?

Раньше действительно считалось, что их нужно совмещать, но актуальные исследования показывают, что не надо изводить себя скрупулезными подсчетами – достаточно питаться разнообразно на протяжении дня и на протяжении недели.

Поэтому если утром вы едите кашу (овсянка, рожь, пшеница, рис), а вечером бобовые, риска недобрать необходимые аминокислоты не будет. Более того, если в рационе ещё периодически присутствует соя, то можно быть уверенным, что все потребности организма в незаменимых аминокислотах удовлетворяются.

При этом необходимо понимать, что если вы избегаете употребления мясной и молочной пищи, и в вашем меню много продуктов, состав которых характеризуется малым количеством полезных жиров, аминокислот и витаминов (мучные изделия, рафинированные зерновые и рафинированные крупы), то ваш организм подвергается тяжёлой нагрузке.

Как выбрать и употреблять белковую пищу?

При формировании рациона нужно учитывать усвояемость белков из данного продукта и пищевую ценность продукта (наличие витаминов, жиров (ненасыщенных и насыщенных), минералов, клетчатки) и его калорийность. Например, гамбургер будет содержать много белка, но также много насыщенных жирных кислот, соответственно, его пищевая ценность будет ниже, чем у куриной грудки.

Дэниэл Пендик, бывший главный редактор вестника Harvard Men’s Health Watch, сообщает о предположении исследователей, что потребление белка является более эффективным, если употреблять его равномерно с основными приёмами пищи и перекусами в течение дня, а не загружать белками ужин.

Есть ли группы людей, которые нуждаются в повышенном потреблении белка?

Протеин жизненно необходим каждому человеку, но существуют некоторые группы с повышенной потребностью в нём. Группы людей, которым требуется большее количество белковой пищи:

Авторы: Дегтярь Елена, PhD; Кардакова Мария, MSc; Анастасия Кокоулина, сотрудник научного отдела Школы идеального тела #Sekta

Источник

В чем заключается пластическая функция белков

Белки (протеины, полипептиды) – сложные высокомолекулярные органические вещества, состоящие изL-аминокислот, соединенных пептидной связью в цепочку. Простые белки – протеины – состоят только из аминокислот. В состав сложных белков – протеидов – помимо аминокислот входят нуклеиновая и фосфорная кислоты, углеводы и другие вещества.

Белок является важным компонентом каждой клетки в организме. Также белок используется организмом для создания и восстановления тканей, производства ферментов, гормонов и других химических веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности организма. Функции белка в организме разнообразны: транспортная, защитная, структурная, двигательная, рецепторная и другие.

Белок является важным компонентом костей, мышц, хрящей, кожи и крови. Волосы и ногти в основном состоят из белка.Как и жир, и углеводы, белок является макроэлементом, то есть организм нуждается в относительно больших его количествах. Но, в отличие от жиров и углеводов, организм не накапливает белок и не имеет его резервов.

Ряд аминокислот, из которых состоят белки, не синтезируются в организме человека (так называемые незаменимые аминокислоты), а поступают только с белковой пищей. В процессе пищеварения ферменты разрушают белки до аминокислот, которые, в свою очередь, используются длясинтеза собственных белков организма или подвергаются дальнейшему распаду для получения энергии.

Усвояемость белка – это показатель, характеризующий долю абсорбированного в организме азота от общего количества, потребленного с пищей. Биологическая ценность – показатель качества белка, характеризующий степень задержки азота и эффективность его утилизации для растущего организма или для поддержания азотистого равновесия у взрослых. Качество белка определяется наличием в нем полного набора незаменимых аминокислот в определенном соотношении как между собой, так и с заменимыми аминокислотами.

Наибольшей биологической ценностью обладают белки животного происхождения. В белках растительного происхождения обычно отсутствует от одной до нескольких незаменимых кислот. Также усвояемость растительных белков ниже, чем животных (так, например, усвояемость белков мяса/рыбы составляет 93-95 %, а усвояемость бобовых – 70 %).

Потребность в белке зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности. Физиологическая потребность в белке для взрослого населения составляет от 65 до 117г/сутки для мужчин, и от 58 до 87г/сутки для женщин. Физиологические потребности в белке детей до 1года – 2,2—2,9г/кг массы тела, а для детей старше 1года от 36 до 87г/сутки.

Лучшими источниками белка, содержащими все необходимые аминокислоты, в том числе и незаменимые, являются продукты животного происхождения: молоко и молочные продукты, мясо, яйца, рыба и морепродукты. К растительным продуктам, богатым белками, относятся спирулина, соя, фасоль, чечевица, горох, шпинат, киноа.

Источник

Многообразие функций белков

Вопрос 1. Чем объясняется многообразие функций белков?
Уникальные свойства белков заложены в колоссальном разнообразии пространственного строения их молекул. Это разнообразие белков определяется огромным числом возможных сочетаний аминокислотных остатков в длинных, состоящих, как правило, из нескольких сотен остатков, полипептидных цепях белков. Как известно, в состав белков может входить 20 видов аминокислот. Белки образуют различные соединения с различными веществами. Кроме того, белки могут иметь пространственную структуру молекулы. Установлено, что белки могут иметь различные размеры и форму. Многие белки содержат в своём составе такие металлы, как железо, цинк, медь и др. Все это способствует тому, что белки выполняют множество функций.

Вопрос 2. Какие функции белков вам известны?
1. Строительная (пластическая) функция. Белки являются непременным компонентом всех биологических мембран, составляют основу цитоскелета, входят в состав соединительных тканей, волосяного покрова, т.е. обеспечивают «строительную» функцию.
2. Ферментативная функция. Обладая, прежде всего, ярко выраженной каталитической способностью, они в качестве ферментов детерминируют интенсивность всех метаболических процессов в клетке и организме в целом. Белки служат ферментами, т. е. биологическими катализаторами. Примером может служить амилаза, расщепляющая крахмал до моносахаридов; пепсин, расщепляющий белки на пептиды.
3. Сократительная (двигательная) функция. Все виды движения, начиная с движений жгутиков бактерий и кончая движениями пальцев пианиста, обеспечиваются работой «белковых моторов» (сократительные белки). Сократительные свойства белков актина и миозина лежат в основе работы мышц.
4. Транспортная функция. Белки участвуют в транспорте молекул и ионов в пределах организма (гемоглобин переносит кислород из легких к органам и тканям, альбумин сыворотки крови участвует в транспорте жирных кислот).
5. Защитная функция. Она заключается в предохранении организма от повреждений и вторжения чужеродных белков и бактерий. Белки-антитела, вырабатываемые лимфоцитами, создают защиту организма от чужеродной инфекции, тромбин и фибрин участвуют в образовании тромба, тем самым, помогая организму избежать больших потерь крови.
6. Регуляторная функция. Белки-гормоны участвуют в регуляции активности клетки и всех жизненных процессов организма. Так, инсулин регулирует уровень сахара в крови и поддерживает его на определенном уровне.
7. Сигнальная функция. Белки формируют ионные каналы и осуществляют восприятие, трансформацию и передачу разнообразных внешних сигналов (белки-рецепторы).
8. Энергетическая функция. Она реализуется белками крайне редко. При полном расщеплении 1г белка способно выделиться 17,6кДж энергии. Однако белки для организма — очень ценное соединение. Поэтому расщепление белка происходит обычно до аминокислот, из которых строятся новые полипептидные цепочки. Они же осуществляют иммунологическую защиту от чужеродных соединений и патогенных микроорганизмов (защитные белки-иммуноглобулины).

Вопрос 3. Какую роль играют белки-гормоны?
Белки-гормоны контролирует физиологическую активность тканей и органов и всех жизненных процессов всего организма. Так, в организме человека соматотропин участвует в регуляции роста тела, инсулин поддерживает на постоянном уровне содержание глюкозы в крови.

Вопрос 4. Какую функцию выполняют белки-ферменты?
Белки-ферменты играют роль катализаторов, т. е. ускоряют химические реакции в сотни миллионов раз. Ферменты обладают строгой специфичностью по отношению к веществу, вступающему в реакцию. Каждая реакция катализируется своим ферментом.

Источник

Многообразие функций белков

Вопрос 1. Чем объясняется многообразие функций белков?
Уникальные свойства белков заложены в колоссальном разнообразии пространственного строения их молекул. Это разнообразие белков определяется огромным числом возможных сочетаний аминокислотных остатков в длинных, состоящих, как правило, из нескольких сотен остатков, полипептидных цепях белков. Как известно, в состав белков может входить 20 видов аминокислот. Белки образуют различные соединения с различными веществами. Кроме того, белки могут иметь пространственную структуру молекулы. Установлено, что белки могут иметь различные размеры и форму. Многие белки содержат в своём составе такие металлы, как железо, цинк, медь и др. Все это способствует тому, что белки выполняют множество функций.

Вопрос 2. Какие функции белков вам известны?
1. Строительная (пластическая) функция. Белки являются непременным компонентом всех биологических мембран, составляют основу цитоскелета, входят в состав соединительных тканей, волосяного покрова, т.е. обеспечивают «строительную» функцию.
2. Ферментативная функция. Обладая, прежде всего, ярко выраженной каталитической способностью, они в качестве ферментов детерминируют интенсивность всех метаболических процессов в клетке и организме в целом. Белки служат ферментами, т. е. биологическими катализаторами. Примером может служить амилаза, расщепляющая крахмал до моносахаридов; пепсин, расщепляющий белки на пептиды.
3. Сократительная (двигательная) функция. Все виды движения, начиная с движений жгутиков бактерий и кончая движениями пальцев пианиста, обеспечиваются работой «белковых моторов» (сократительные белки). Сократительные свойства белков актина и миозина лежат в основе работы мышц.
4. Транспортная функция. Белки участвуют в транспорте молекул и ионов в пределах организма (гемоглобин переносит кислород из легких к органам и тканям, альбумин сыворотки крови участвует в транспорте жирных кислот).
5. Защитная функция. Она заключается в предохранении организма от повреждений и вторжения чужеродных белков и бактерий. Белки-антитела, вырабатываемые лимфоцитами, создают защиту организма от чужеродной инфекции, тромбин и фибрин участвуют в образовании тромба, тем самым, помогая организму избежать больших потерь крови.
6. Регуляторная функция. Белки-гормоны участвуют в регуляции активности клетки и всех жизненных процессов организма. Так, инсулин регулирует уровень сахара в крови и поддерживает его на определенном уровне.
7. Сигнальная функция. Белки формируют ионные каналы и осуществляют восприятие, трансформацию и передачу разнообразных внешних сигналов (белки-рецепторы).
8. Энергетическая функция. Она реализуется белками крайне редко. При полном расщеплении 1г белка способно выделиться 17,6кДж энергии. Однако белки для организма — очень ценное соединение. Поэтому расщепление белка происходит обычно до аминокислот, из которых строятся новые полипептидные цепочки. Они же осуществляют иммунологическую защиту от чужеродных соединений и патогенных микроорганизмов (защитные белки-иммуноглобулины).

Вопрос 3. Какую роль играют белки-гормоны?
Белки-гормоны контролирует физиологическую активность тканей и органов и всех жизненных процессов всего организма. Так, в организме человека соматотропин участвует в регуляции роста тела, инсулин поддерживает на постоянном уровне содержание глюкозы в крови.

Вопрос 4. Какую функцию выполняют белки-ферменты?
Белки-ферменты играют роль катализаторов, т. е. ускоряют химические реакции в сотни миллионов раз. Ферменты обладают строгой специфичностью по отношению к веществу, вступающему в реакцию. Каждая реакция катализируется своим ферментом.

Источник