Витамины | Рецепты | о здоровье | Сказки | Инновации | Думай иначе

белки функции


Материалом для образования белков в организме являются белки пищи. Белки пищи подвергаются в пищеварительном тракте расщеплению, образующиеся при этом продукты распада всасываются в кишечнике.
Организм не в состоянии усваивать неизмененные белки, миную пищеварительную систему. При попадании в организм большого количества белков не из пищеварительной системы наблюдается повышение температуры тела, изменение функционирования внутренних органов, может наблюдаться анафилаксический шок.
Предварительное расщепление белка в пищеварительном тракте всасывание продуктов его распада являются обязательным условием нормального белкового обмена. Синтез белка происходит непосредственно в клетках организма из аминокислот и пептидов, приносимых кровью. Прежде чем поступить в общую артериальную сеть, продукты переваривания белка, всасываются в кишечнике, проходят с кровью через печень, где происходит синтез белков.
Процессы синтеза белка в организме происходят непрерывно в связи с тем, что в организме постоянно происходит разрушение клеток и распад их протоплазмы. Так, постоянно разрушается форменные элементы крови, эпительные клетки кожи, слизистой кишечника и т.п. Одновременно с разрушением происходит замена их вновь образующимися. При этом происходят процессы синтеза клеточного вещества, особенно интенсивные в период роста организма, однако и по прекращению роста эти процессы не прекращаются, а только уменьшаются. Об интенсивности процессов синтеза, ровно как и процессов распада белка, можно судить на основании исследований количества азота, введенного в организм с пищей и выведенного из организма.Таким образом устанавливается азотный баланс (белковый баланс).

Белки химия

Характерной особенностью химического состава белков является наличие в них азота, который содержится во всех белках примерно в одном и том же количестве. Содержание азота в белке колеблется между 14 и 19%, но практически может быть принята средняя величина содержания азота, равная 16%. Поэтому определение количества азота, вводимого в организм и выделяемого из него, дает возможность определить количество поступившего в организм и разрушенного в тканях белка, т.е. его приход и расход. Разница между приходом и расходом азота и составляет белковый (азотистый) баланс.

Большее поступление азота по сравнению с его выделением указывает на положительный белковый (азотистый) баланс, т.е. на преобладание синтеза над его распадом. Наоборот, увеличение выделения азота из организма по сравнению с введением свидетельствует об отрицательном балансе и о преобладании разрушения белка в тканях.

Отрицательный белковый баланс наблюдается при голодании, а также в том случае, когда в организм не поступают необходимые для синтеза аминокислоты.

Белковый обмен, а следовательно, и синтетические процессы не нарушаются, если вводить достаточное количество различных аминокислот. Некоторые аминокислоты могут быть заменены другими, некоторые же из них незаменимы. К незаменимым относятся те аминокислоты, без которых синтез белка резко нарушается или становиться невозможным, при их отсутствии или недостатке наступает отрицательный баланс белка, останавливается рост, падает вес тела. Длительная жизнь животных и нормальное их состояние при употреблении пищи, в которой отсутствуют незаменимые аминокислоты, невозможны. К числу незаменимых аминокислот в настоящее время относят лейцин, валин, метионин, лизин, триптофан и др. Так, например, при выключении триптофана из пищи наступают нарушения состояния организма (падение веса, остановка роста). Добавление триптофана к пище останавливает падение веса, и белковый баланс становиться положительным. Триптофан необходим для нормального протекания беременности.

Другие аминокислоты являются заменимыми, так например, тирозин может заменен фенилаланином. Некоторые аминокислоты могут синтезироваться в организме если он здоров.

Белки биология

Так как белки обладают различным химическим строением, то и возможность их использования для синтеза белка в организме не одинакова. Белки, которые содержат весь необходимый набор аминокислот в количествах, обеспечивающих нормальные процессы синтеза, являются белками биологически полноценными. Наоборот, белки, не содержащие тех или иных аминокислот или содержащие их в очень малых количествах, будут неполноценными.
Биологическая ценность белков может быть выражена количественно, она определяется тем количеством граммов белка организма, которое может образоваться из 100 г определенного вида белка пищи. Биологическая ценность может меняться в зависимости от состояния организма, пищевого режима, возраста, индивидуальных видовых особенностей обмена веществ и т.д.

Средняя биологическая ценность белков некоторых пищевых продуктов

Яйцо цельное 94
Молоко 85
Яичный белок 83
Телятина 62
Говядина 69
Сердце 74
Печень 77
Почки 77
Овес 65
Рожь 60
Кукуруза 60
Картофель 67
Какао 37

Два неполноценных белка, один из которых не содержит одних аминокислот, а другой – других, в сумме могут обеспечить потребность организма.

Белки из одного и того же органа, но разных организмов, равно как и белки разных органов одного организма, обладают рядом существенных различий, в том числе и по возрасту. Так, в составе одного из белков скелета – эластина – у молодых и старых животных содержание глютаминовой кислоты различно в зависимости от возраста.

 Распад белка в организме

Распад белка и выведение азота происходит постоянно, не только, когда белок поступает с пищей, но и когда он не поступает в организм. Потери азота организмом неизбежны и связаны с тем, что процессы клеточной жизнедеятельности сопровождаются распадом некоторого количества вещества протоплазмы.
Количество выводимого азота, а следовательно, распадающегося тканевого белка находятся в зависимости от условий питания. Минимальные затраты белка, следовательно, наиболее благоприятные условия для организма, наблюдаются при питании углеводами. При обильном введении в организм крахмала и сахара и при отсутствии в пище белков выделение азота может быть в 3 и 3.5 раза меньше, чем при полном голодании. Углеводы в этом случае выполняют так называемую сберегающую белки роль.

Величина распада белка в организме, происходящего при достаточном введении всех других питательных веществ, кроме белков, показывает те минимальные траты, которые связаны с основными процессами жизнедеятельности. Эти наименьшие для организма в покое потери белка, пересчитанные на 1 кг веса тела, называются коэффициентом изнашивания.

Вопрос о величине коэффициента изнашивания является спорным. В среднем для взрослого человека он определяется потерей организмом в состоянии покоя 0,028- 0,065 г азота на 1 кг веса тела в сутки, иначе говоря, при весе в 70 кг потери азота составляют в сутки 2 – 4,5 г.

При поступлении белка с пищей потери азота становятся больше, чем при безбелковом питании. Это объясняется тем, что часть белка используется в организме как энергетический материал и азот разрушенных соединений быстро выводиться из организма.

Для физиологического анализа процессов распада белка в организме определяют количества выводимого из организма азота и изучают химическое строение выделяемых азотистых веществ.

Продукты конечного распада белка

Главным азотистым продуктом распада белка, выделяемым с мочой и потом, является мочевина, аммиак и мочевая кислота. Аммиак превращается в печени в мочевину и выводится почками. Помимо мочевины, с мочой выделяется ряд других азотистых веществ, например креатин и его окисленное производное – креатинин.

Белковое равновесие

Введение с пищей белка увеличивает выведение из организма азота, потому что поступающий с пищей белок повышает энергетические затраты организма и распад белков. В этом проявляется специфическое действие белков. При введении азота в количестве, равном выводимому в условиях безбелковой диеты, т.е. равном коэффициенту изнашивания, все же сохраняется отрицательный азотистый баланс.

При увеличении количества вводимого белка можно достичь состояния, при котором количество введенного  и выведенного азота будут равны. Это физиологическое состояние называется белкового (азотистого) равновесия. Белковое равновесие представляет собой такое состояние, при котором полностью удовлетворяются потребности организма в азотистых соединениях. Благодаря этому состояние белкового равновесия является одним из лучших показателей нормального белкового обмена.

Если, установив азотистое (белковое) равновесие, повысить количество вводимого белка, то очень скоро вновь устанавливается белковое равновесие, но на более высоком уровне потребления и распада белка. Причиной этого является сравнительно малая способность организма откладывать запасы белковых соединений. Поэтому при достаточном поступлении белков с пищей часть их используется на синтез в соответствии с распадом тканевых белков, остальное же количество служит энергетическим материалом. Весь азот, возникший как в результате распада тканевых белков, так и в результате расхода энергии выводиться. В результате количество усвоенных и разрушенных азотистых соединений становится примерно равным, а баланс очень малым и даже равным нулю.

Когда количество белка в пище недостаточно для того, что бы покрыть как затрату азотистых веществ, так и энергетические затраты, белковое равновесие установиться не может.

Если потребности организма в белках полностью удовлетворяются, то наступает задержка азота в организме. Способность организма к задержке азота изменчива у разных животных и связана с интенсивностью их роста, поэтому она изменяется в зависимости от возраста. У растущих организмов имеется положительный азотистый (белковый) баланс и значительная задержка азота в организме, так как происходит интенсивное новообразование клеток и увеличение массы тела. Задержка азота имеет место во время беременности в связи с ростом плода.

С окончанием роста размер синтеза белков и задержка азота в организме резко сокращается. Увеличение количества белка в организме, однако, все же возможно и наступает в том случае, когда по тем или иным причинам увеличиваются размеры органов. Так, при достаточном белковом питании и большой мышечной работе масса мышечной ткани может значительно возрасти.

Задержка азота в организме наблюдается также и во всех тех случаях, когда процессы синтеза усиливаются вследствие того, что возмещается имевшийся ранее распад клеточного белка, например, в процессе выздоровления после тяжелых заболеваний.

В небольших размерах задержка белка существует при всяком резком увеличении поступления азота и сопровождается накоплением белка, однако очень быстро расходуемого организмом.

Норма потребления белка для человека составляет 100-120 г в день, при увеличенной физической нагрузке, норма увеличивается.

Белковое голодание

При отсутствии белка в пище или недостаточном его количестве или при поступлении с пищей неполноценных белков развиваются явления белкового голодания. Длительное белковое голодание в конечном счете так же, как и полное голодание, неизбежно приводит к смерти. Расход белка организмом, не покрываемый пищей, вызывает затрату тканевых белков, а это сопровождается тяжелыми нарушениями обмена веществ и ухудшением общего состояния организма. Без белка нет жизни. Особенно тяжело переносят отсутствие белков растущие организмы.

Центральная нервная система влияет на белковый обмен. В гипоталамической области промежуточного мозга имеются специальные центры, регулирующие белковый обмен. Нервная система оказывает косвенное влияние на белковый обмен: нервная система может вызывать изменения желез внутренней секреции, гормоны которых, в частности, гормон щитовидной железы, оказывает влияние на белковый обмен тканей.