Общий рейтинг статьи/Оценить статью
[Всего голосов: 4 Общая оценка статьи: 5]

БелкиТайна белка – это тайна жизни. Это не просто один из элементов нашего питания. Белки присутствуют везде, из них состоит все живое на земле – растения, микроорганизмы, животные, да и сам человек. Клетки, органы, ткани, ферменты и гормоны – все это белковые структуры. Рост, цвет глаз, волос и кожи, черты лица и особенности телосложения во многом определяется теми белками, которые синтезируются в нашем организме. Давайте поговорим о роли белков в нашей жизни и о процессах, в которых они принимают непосредственное участие.

Функции белков в организме

Белки выполняют ряд уникальных функций, большинство из которых не свойственна другим молекулам:

  • Структурная или строительная. Их процентное содержание в каждой клетке колеблется от 50 до 80%.
  • Двигательная. Сократительные белки мышц – актин и миозин обеспечивают сокращение мышц и перемещение тела.
  • Ферментативная. Специальные белки-ферменты в тысячи раз ускоряют химические реакции, проходящие в организме. К ним относят пепсин, трипсин, амилаза, каталаза и многие другие.
  • Транспортная. Перенос важных химических соединений, гормонов, ионов, минералов осуществляется с помощью транспортных белков. Например, гемоглобин переносит кислород, а альбумин крови осуществляет транспорт липидов.
  • Защитная. Мембраны, состоящие из белков, защищают клетки от повреждений. Важными составляющие нашей иммунной системы тоже являются белками. Антитела (иммуноглобулины) необходимы для связывания и выведения вредных веществ и микроорганизмов, а интерферон является универсальным противовирусным белком.
  • Регуляторная. Гормоны, которые являются белками регулируют обмен веществ и работу нашего организма.
  • Энергетическая. Белок не является основным источником энергии. Но при длительном голодании организм использует этот ресурс.

Структура белка. Аминокислоты

Наверняка вам приходилось в разном контексте слышать о том, что белки — это те же протеины. А еще есть аминокислоты, протеиды и прочие соединения, которые вроде бы как-то связаны с белками, и вместе с тем отличаются друг от друга. Давайте внесем ясность и объясним из каких компонентов состоит белок, и какие белки бывают.

Хотим мы того или нет, но придется немного погрузиться в органическую химию. Ведь не зная структуры белковой молекулы, трудно будет понять, как они работают и откуда берется такое разнообразие белков в живом организме.

Белок – довольно крупная молекула, которая состоит из более мелких – аминокислот. Всего их известно около 170, но для построения белка необходимо всего лишь 20 из них. Почему именно эти аминокислоты оказались более “удачными” компонентами для строительства белка – никто не знает. Но факт остается фактом.

Для того, чтобы синтезировался полноценный белок, часть аминокислот наш организм производит самостоятельно, а часть из них мы в обязательном порядке должны получать с пищей. Вот список заменимых и незаменимых аминокислот:

Заменимые и незаменимые аминокислоты

Растения и некоторые микроорганизмы могут синтезировать полный комплект аминокислот. А у животных и человека единственный возможный вариант их получения – продукты питания.

Все аминокислоты разные, и каждая из них обладает специфическими, присущими только ей свойствами. Тем не менее, у аминокислот есть кое-что общее:

Молекула аминокислоты

Возможно, из курса школьной химии вы помните, что кислоты вступают с основаниями в химическую связь. Это касается и аминокислот. Так аминогруппы одной аминокислоты соединяется с карбоксильной группой другой. В результате образуется довольно прочная химическая связь, которая называется пептидной.

Реакция аминокислот

Так, собственно и собирается белковая цепочка. Из 20 аминокислот можно составить огромное количество уникальных белков. Стоит только убрать, добавить, или поменять аминокислоты местами, мы получим совершенно другой белок с иными свойствами. Именно уникальностью белков (многие из которых передаются по наследству) и объясняется различия всех людей на планете. Мы отличаемся не только внешне, но и характером, особенностями мышления, эмоциями и другими признаками, которые формируются и регулируются белками.

Разные белки могут иметь как длинную, так и короткую цепочку аминокислот. Есть короткие молекулы, состоящие из 3-8 аминокислот, а есть и такие, которые включают более 1500 этих структурных элементов.

Набор из всех 20 аминокислот содержат только 3 белка – альбумин яйца, казеин молока и миозин мышц.

Несколько слов о пространственной структуре (конформации) белка.

  • Первичная структура белка – это линейная цепочка аминокислот.
  • Вторичная структура белка представляет собой спираль, которая поддерживается водородными связями. Это более упорядоченная структура, которая требует меньших затрат энергии, чем первичная. Типичными представителями белков имеющих вторичную структуру являются белки кожи и ее производных — кератин и коллаген.
  • Третичная структура белка напоминает клубок (глобулу). Такую трехмерную структуру имеют некоторые ферменты, гормоны и антитела (иммуноглобулин)
  • Четвертичная структура белка образуется в результате соединения нескольких клубков. Такая структура характерна не для всех белков. Ярким примером четвертичной структуры является гемоглобин.

Структура белка

Теперь о составе белков. Все они обязательно включают углерод, кислород, водород и азот. Также в составе могут быть фосфор, сера и металлы.

Белки бывают:

  • Простые, состоящие только из аминокислот. Их иначе называют протеины.
  • Сложные, в состав которых кроме аминокислот входят другие компоненты. Их называют протеидами.

Сложные белки или протеиды делятся на:

  • Гликопротеиды – в составе имеют углеводы
  • Липопротеиды – включают липиды (жиры)
  • Нуклеопротеиды – содержат нуклеиновые кислоты

Белковый обмен

Разобравшись с составом белков переходим к процессам белкового обмена. Начинаются они поступлением белка в организм, его расщеплением, усвоением, и выведением ненужных компонентов из организма.

Мы получаем белки с пищей. Для того, чтобы из полученного животного или растительного белка получить белки необходимые для организма, его нужно разобрать до аминокислот. Представьте, что мы разбираем конструктор до отдельных деталей и собираем из них новую конструкцию. Приблизительно тоже самое происходит в клетках организма.

Начинается процесс расщепления белка в желудке. Под воздействием фермента пепсина и желудочного сока крупная молекула белка распадается на более мелкие – пептиды.

Далее в тонком кишечнике пептиды расщепляются аминокислот под воздействием ферментов кишечника и поджелудочной железы. Там же происходит и всасывание аминокислот, которое требует больших затрат энергии. В процессе принимают участие ферменты и ионы натрия.

Аминокислотам, входящим в состав спортивного питания, не нужно расщепляться в желудке и кишечнике, а потому их всасывание происходит быстро и с меньшими затратами энергии. Кроме того, там присутствуют незаменимые кислоты, источником которых может быть только пища. Источником компонентов спортивного питания является белок молока, который включает полный набор из 20 аминокислот. Именно поэтому для построения мышечной массы рекомендуют готовые пищевые добавки.

Через стенку кишечника аминокислоты попадают в кровь и разносятся к органам и тканям. Их активно поглощают печень, почки и головной мозг.

При несбалансированном питании часто бывает так, что не все аминокислоты всасываются в тонком кишечнике. Это происходит из-за чрезмерного употребления белковой пищи, нарушении выработки ферментов и недостаточном поступлении углеводов и витаминов. В таком случае в толстом кишечнике происходят процессы гниения с образованием целого ряда вредных веществ и даже ядов. К счастью, у нас есть механизм обезвреживания этих токсинов. Через воротную вену из кишечника они попадают в печень, где происходит их обезвреживание. Нейтральные соединения после обработки печени выводятся из организма почками с мочой.

Излишки белка также могут превращаться в углеводы и жиры. Поэтому большое заблуждение считать, что от белковой диеты невозможно поправиться.

Важная информация для любителей низкоуглеводных диет и раздельного питания. Белковый обмен – не изолированный процесс, для него необходимы углеводы и витамины. Как мы уже говорили, белковая молекула достаточно крупная и для ее расщепления, усвоения и сборки новых молекул необходимо много энергии, которую может обеспечить глюкоза. Кроме того, при недостатке глюкозы клетки организма начинают голодать и запускается процесс ее синтеза из жиров и белка. Прежде всего страдают белки крови и мышц. Организм начинает поедать сам себя, и в конечном итоге вместо крепкого, подтянутого тела мы рискуем получить дряблую кожу и атрофированные мышцы.

Не обходится обмен белка и без витаминов. Самыми важными являются витамин С (от него зависит усвоение белка) и витамины группы В (принимают активное участие в построении белка из аминокислот).

Таким образом самым рациональным способом питания считается прием белковой пищи вместе с небольшим количеством (50-150 г в сутки) углеводов и витаминами. Например, мясо вместе с зеленью и овощами. Получается вкуснее и полезней.

Синтез белка в организме

В каждой клетке организма происходит синтез белка. Он заключается в считывании информации, закодированной в молекуле ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и сборке белка из аминокислот в строго определенной последовательности. Не будем вдаваться в сложные механизмы процесса, оставим это специалистам в области генетики. Нам лишь важно понимать суть происходящего.

Итак, в каждой клетке нашего организма (кроме сперматозоидов и яйцеклеток) есть набор из 23 пар хромосом. Каждая хромосома состоит из специально упакованной молекулы ДНК, которая обеспечивает хранение и передачу наших генетических признаков. В молекулах ДНК содержится информация о нашем росте, цвете глаз и волос, телосложении, цвете кожи, умственных способностях и так далее.

Ген – это кусочек (сегмент) молекулы ДНК, в котором содержится информация об одном белке. В каждой молекуле ДНК содержится от сотни до полутора тысяч генов. Всего в нашем организме закодирована информация о примерно 25000 разных белков.

Наверняка многие видели изображение ДНК в виде двухцепочечной спирали. Для синтеза белка часть ДНК разматывается и на ней синтезируется молекула РНК (рибонуклеиновая кислота). Она считывает информацию о последовательности аминокислот в белке с ДНК. Проще говоря, происходит перевод информации с “языка ДНК” на “язык РНК”.

Синтез белка

Далее аминокислоты выстраиваются в необходимой последовательности на матрице РНК. Так происходит создание нового белка.

Важно отметить, что новые белки еще проходят ряд превращений, прежде чем начинают выполнять свои функции. Иначе все мы были бы клоном своих родителей без каких-либо индивидуальных признаков.

Совершенно очевидно, что для синтеза белков необходим набор из всех 20 аминокислот, иначе ничего не получится. Незаменимые аминокислоты в своем составе имеют такие известные гормоны как инсулин и адреналин, а также важные компоненты мышечной ткани – белки миозин и коллаген. Это далеко не полный список белков, которым при нехватке незаменимых аминокислот в пище просто не из чего будет синтезироваться. Дефицит хотя бы одного белка в организме ставит под угрозу жизнь человека.

Норма потребления белка

В среднем человек должен получать с пищей 0,8 г белка на 1 кг массы тела. Это очень относительный подсчет, так как он не учитывает ряд особенностей. Потребность белка резко возрастает при физических нагрузках, болезнях, а также в детском и молодом возрасте, когда идет активный рост и развитие.

Для того, чтобы узнать сколько белка в продуктах, которые входят в ваш привычный рацион необходимо прочитать состав, указанный на упаковке или ознакомиться с таблицами БЖУ.

Учитывая разнообразие пищи в современном мире трудно представить себе, что могут быть проблемы с дефицитом белка. Тем не менее такие ситуации иногда возникают. Есть разные направления в культуре питания. Речь идет о людях, добровольно отказавшихся от мяса, рыбы и продуктов животноводства.

В мясе и рыбе можно найти весь комплект аминокислот, как заменимых, так и незаменимых. В диетологии даже есть такой термин, как “полный” и “неполный” белок. О мясе, продуктах животноводства и рыбе можно сказать, что они содержат полный белок. А вот растительные продукты, содержат не полный набор аминокислот, хотя есть овощи и грибы, в которых белка содержится большое количество. Это соя (30% белка), грибы, чечевица и фасоль (25-28% белка).

Настоящим кладезем незаменимых аминокислот являются белок яиц, молоко и молочные продукты. Вегетарианцы, включив их в свой рацион запросто компенсируют дефицит. В этом плане сложнее веганам. Диетологи рекомендуют в качестве альтернативы включить в свой рацион сочетания продуктов – грибы + злаки, грибы + овощи, бобовые + злаки, бобовые + орехи. Но это только теория. Вопрос – могут ли эти продукты заменить животный белок — остается открытым.

Источник белка вегана

И напоследок несколько полезных советов по употреблению белка для спортсменов и худеющих:

  • Белковую пищу лучше употреблять во второй половине дня. Белки долго перевариваются, поэтому надолго обеспечат чувство сытости. Как известно, многие боятся ночных и вечерних “срывов” диеты. Белки могут предупредить такие ситуации. Но не стоит наедаться белковой пищей на ночь. Непереваренная пища, попадая в толстый кишечник начинает гнить, что дает дополнительную нагрузку на печень. В итоге нарушится сон. И утро будет “не добрым”.
  • Если вы хотите стать обладателем спортивной фигуры, то белок нужно употреблять за 1 час до тренировки и через 20 минут после.
  • Если вы мечтаете о стройности, то перед тренировкой нужно воздержаться от белковой пищи за 5 часов до физической нагрузки, и начать прием через 2 часа после.

Следите за своим питанием и будьте здоровы!

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *