Белки и белковый обмен в организме человека

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.

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.

5. Фосфолипипы.

Рассматривая обмен веществ в условиях нормального функционирования организма, следует остановиться на безусловно взаимосвязанных, но в то же время достаточно специфичных составляющих метаболизма, а именно на углеводном, белковом, липидном и водно-электролитном обмене.

Таким образом биологическая роль углеводов для организма человека определяется прежде всего их энергетической функцией. Обладая энергетической ценностью в 16, 7 кДж (4, 0 ккал) на 1 грамм вещества, углеводы являются основным источником энергии для всех клеток организма, при этом выполняя еще пластическую и опорную функции. Суточная потребность взрослого человека в углеводах составляет около 500 г.

— пластическая (структурная) функция заключается в том, что белки являются главной составной частью всех клеточных и межклеточных структур тканей;

— ферментная (каталитическая, энзимная) функция состоит в обеспечении всех химических реакций, протекающих в ходе обмена веществ в организме (дыхание, пищеварение, выделение), деятельностью ферментов, являющихся по своей структуре белками;

— транспортная функция белков заключается в их способности к соединению с целым рядом метаболитов и переносе последних в связанном состоянии в межтканевой жидкости и плазме крови к области их утилизации;

— защитная функция белков проявляется реализацией иммунного ответа образованием иммуноглобулинов (антител) и системы комплемента при поступлении в организм чужеродного белка, а также способностью к непосредственному связыванию экзогенных токсинов; белки системы гемостаза обеспечивают свертывание крови и остановку кровотечения при повреждении кровеносных сосудов;

регуляторная функция, направленная на сохранение гомеостаза с поддержанием биологических констатнт организма, реализуется буферными свойствами молекулы протеинов, белковой структурой клеточных рецепторов, активируемых в свою очередь регуляторными полипептидами и гормонами, также имеющими белковую структуру;

— двигательная функция, обеспечивается взаимодействием сократительных белков мышечной ткани актина и миозина;

энергетическая роль белков состоит в обеспечении организма энергией, образующейся при диссимиляции белковых молекул; при окислении 1 г белка в среднем освобождается энергия, равная 16, 7 кДж (4, 0 ккал).

Таблица 1. 1. Аминокислоты, входящие в состав белков человека.

1. Незаменимые

2. Частично заменимые

3. Условно заменимые

4. Заменимые

Таблица 1. 2. Классификация липидов организма человека.

1. Гликолипиды.

Содержат углеводный компонент.

2. Жиры.

Эфиры глицерина и высших жирных кислот. Химическое название — ацилглицерины. Преобладают триацилглицерины.

3. Минорные липиды.

Свободные жирные кислоты, жирорастворимые витамины, биологически активные вещества липидной природы — простагландины и др.

4. Стероиды.

В основе строения — полициклическая структура циклопентанпергидрофенантрен-стеран.

А. Стерины (спирты).

Наиболее важен холестерин.

В. Стериды.

Эфиры стеринов и высших жирных кислот. Наиболее распространены эфиры холестерина.

5. Фосфолипипы.

Отличительная особенность — остаток фосфорной кислоты в составе молекулы.

2) превращение аминокислот;

Основными этапами обмена белков являются:

1) ферментативное расщепление белков пищи до аминокислот и вса­сывание последних;

2) превращение аминокислот;

3) биосинтез белков;

4) расщепление белков;

5) образование конечных продуктов распада аминокислот.

Всосавшись в кровеносные капилляры ворсинок слизистой оболочки

Качественные изменения белкового обмена приводят к изменениям в структуре клеток и тканей — белковым дистрофиям — диспротеинозам. Одни из них проявляются в изменениях белка в клетках — паренхиматоз­ные (клеточные) дистрофии, другие — в изменениях внеклеточного белка тканей — мезенхимальные (внеклеточные) дистрофии.

1200 мл), с пищей (

Обмен белков

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. Сначала они дезаминируются — теряют группу Nh3 в результате образуются аммиак и кетокислоты. Аммиак является токсическим веществом и обезвреживается в печени путем превращения в мочевину. Кетокислоты после ряда превращений распадаются на СО2 и Н2О.

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. Физиологическое значение в данном случае означает, что белки в основном выполняют пластическую функцию, а углеводы — энергетическую.

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.

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 это определить?

Что такое аминокислоты?

Аминокислоты это органические соединения, которые содержат группу амина и кислотную группу. Всего существует 22 аминокислоты, 10 из которых являются незаменимыми. Что значит незаменимая аминокислота? Это значит, что она не может воспроизводиться в организме человека и должна поступать только с пищей. Остальные аминокислоты могут образовываться в организме из различных групп других аминокислот.

Незаменимые аминокислоты содержатся в животных и некоторых растительных продуктах, например, в мясе, рыбе, яйцах, твороге, молочных и т.д.

К незаменимым аминокислотам относятся: лейцин, валин, треонин, изолейцин, метионин, триптофан, лизин, гистидин, аргинин, фенилаланин.

Есть также группа полузаменимых аминокислот, это аминокислоты, которые могут синтезироваться в организме, но в недостаточном количестве.

Аминокислоты также могут использоваться в качестве источника энергии, в особенности в период голодания. Поскольку в процессе обработки аминокислот образуются промежуточные продукты метаболизма, в том числе пировиноградная кислота, ацетил-коэнзим А, ацетоацетил-КоА, оксалоацетат и альфа-кетоглутарат, аминокислоты могут служить источником энергии, выделяемой в ходе цикла Кребса.

Метаболизм белков начинается в желудке. Когда богатая белком пища попадает в желудок, ее «встречает» фермент пепсин и соляная кислота (HCl, 05%), которая обеспечивает уровень рН 1,5 – 3,5, в котором белки денатурируются. Под воздействием пепсина белки распадаются на полипептиды и составляющие их аминокислоты. Когда химус (пищевая кашица) попадает в тонкий кишечник, поджелудочная железа выделяет сок с содержанием бикарбоната натрия (соды), который нейтрализует соляную кислоту. Это помогает защитить оболочку кишечника.

Организм синтезирует нужные ему белки из аминокислот, которые мы получаем из продуктов питания, а ненужные белки превращаются в глюкозу или триглицериды и используются для поддержания энергии или увеличения энергетического резерва организма.

Роль пищеварительных ферментов и гормонов в метаболизме белков

Ферменты в желудке и тонком кишечнике расщепляют белки на аминокислоты. НСl в желудке способствует протеолизу, а секретируемые клетками кишечника гормоны регулируют процесс пищеварения.

Чтобы белки поджелудочной железы и тонкого кишечника не расщеплялись, поджелудочная железа также вырабатывает неактивные проферменты, которые активируются только в тонком кишечнике. В поджелудочной железе внутри везикул содержится трипсин, химитрипсин в форме трипсиногена и химотрипсиногена.

Свободные аминокислоты используются для синтеза новых белков. В случае избытка аминокислот организм, не имея механизма их хранения, конвертирует их в глюкозу или кетоны или же расщепляет. В результате расщепления аминокислот образуются углеводороды и азотистые шлаки. Однако азот в высоких концентрациях токсичен, потому в ходе орнитинового цикла он обрабатывается, что способствует выведению азота из организма.

Свободные аминокислоты используются для синтеза новых белков. В случае избытка аминокислот организм, не имея механизма их хранения, конвертирует их в глюкозу или кетоны или же расщепляет.

Орнитиновый цикл (цикл образования мочевины)

Аминокислоты также могут использоваться в качестве источника энергии, в особенности в период голодания. Поскольку в процессе обработки аминокислот образуются промежуточные продукты метаболизма, в том числе пировиноградная кислота, ацетил-коэнзим А, ацетоацетил-КоА, оксалоацетат и альфа-кетоглутарат, аминокислоты могут служить источником энергии, выделяемой в ходе цикла Кребса.

Таким образом, образующиеся в результате метаболизма белков аминокислоты используются либо для синтеза необходимых организму белков, либо используются для получения энергии, либо выводятся за ненадобностью, но не хранятся в организме. Поэтому достаточное количество белков в рационе питания очень важно для роста, восстановления тканей и поддержания состояния здоровья.

иные изделия метаболизируются в нашем организме.

Виды белков

Несмотря на кажущуюся простоту, структура белковой ткани настолько сложна, что характеризуют их исключительно по аминокислотному составу. В то же время, существуют упрощенные классификации:

  1. По типу. Здесь находятся растительные и животные белки. На самом деле, их различие в наличии полного или неполного аминокислотного состава.
  2. По источнику белка. В этом случае, классификация использует политику полезных нутриентов, которые содержаться в тканях помимо аминокислот.
  3. По скорости восприятия.

Рассмотрим полную классификацию белковых продуктов для того, чтобы понять, как те или

иные изделия метаболизируются в нашем организме.

оказывает положительное влияние на настроение и участвует в выработке адреналина, который превращается в норадреналин, что способствует умственной активности и памяти; повышает настроение и подавляет аппетит.

Аминокислоты являются необходимыми элементами белка. Длинные цепочки аминокислот, называемые полипептидами, составляют многокомпонентные белки. Расположение аминокислот вдоль цепи определяет структуру и химические свойства белка. Аминокислоты состоят из следующих элементов: углерод, водород, кислород, азот и иногда сера.

Есть двадцать различных типов аминокислот, которые использует организм человека. Биохимические свойства аминокислот определяют роль и белковую функцию в организме.

Незаменимые аминокислоты

Эти 9 кислот не способны синтезироваться нашим организмом, поэтому обязательно должны поступать с пищей.

Незаменимые аминокислоты

Аминокислота

Роль аминокислоты

Лизин

Лизин является основной аминокислотой, которая участвует в создании всех видов белков. Он играет важную роль в поглощении кальция, а также в наращивании мышечного белка. Кроме того, он помогает в формировании коллагена и восстановлении тканей, снижает уровень холестерина. Чтобы получить лизин, нужно употреблять больше бобов, гороха и чечевицы.

Изолейцин

широко известная аминокислота, способная повысить выносливость и помочь укрепить мышечную ткань. Он особенно рекомендуется для профессиональных спортсменов, потому что основная функция изолейцина в организме заключается в повышении уровня энергии и помощи организму восстановиться после напряженной физической активности.

Валин

эта аминокислота снабжает мышцы дополнительной глюкозой, стимулируя выработку энергии во время физической активности, а также помогает нервной системе и улучшает когнитивные процессы. Получить важную аминокислоту можно из бобов, листовых овощей, птицы и молока.

Триптофан

эта аминокислота входит в состав витамина В3 (ниацина). Он используется для производства серотонина, необходимого для передачи нервных импульсов от одной клетки к другой. Недостаток триптофана характеризуется усталостью, бессонницей, отсутствием аппетита. Помогает бороться с депрессией, предменструальными симптомами и помогает улучшить настроение.

Гистидин

Аминокислота может считаться «полу-незаменимой», потому что пожилым людям удается вырабатывать достаточно, а детям — нет. Организм нуждается в гистидине, чтобы регулировать и использовать необходимые элементы, такие как железо, медь, цинк и марганец.

Лейцин

это жизненно важная аминокислота, которая помогает регулировать уровень сахара в крови, стимулирует рост и восстановление мышечной и костной ткани. В организм он должен поступать через пищу (рыба, курица, говядина, молочные продукты и яйца).

Метионин

серосодержащая аминокислота, которая играет роль промежуточного звена в биосинтезе различных фосфолипидов. Помогает детоксикации печени и предотвращает накопление жира в ней. Используется при лечении депрессий, воспалений, заболеваний печени и мышечных болей. Организм получает метионин через рыбу, мясо и молочные продукты.

Фенилаланин

оказывает положительное влияние на настроение и участвует в выработке адреналина, который превращается в норадреналин, что способствует умственной активности и памяти; повышает настроение и подавляет аппетит.

Треонин

в значительной степени содержится в центральной нервной системе, он полезен при лечении различных видов депрессии. Треонин накапливает эластин, коллаген и способствует правильному метаболизму жира в печени.

Иные аминокислоты, вырабатываемые эндогенно: аланин, аргинин, аспартин, аспарагиновая кислота, цистеин, глутаминовая кислота, серин, глютамин, пролин, глицин, тирозин.

Пищевая ценность белков

Роль белка в обмене веществ: пищеварение, всасывание и метаболизм.

Клетки в тонкой кишке поглощают аминокислоты через процесс, который требует энергии. Аминокислоты проходят через воротную вену печени, где питательные вещества перерабатываются в глюкозу или жир (или попадают в кровоток). В основном организм не хранит белок, так как метаболизм аминокислот осуществляется в течение нескольких часов.

Аминокислоты метаболизируются в печени, становясь полезными формами, которые применяются в качестве строительных блоков белка в тканях.

Белки имеют жизненно важное значение для основных клеточных функций и функций организма, включая регенерацию и восстановление клеток, стимулируя выработку гормонов и ферментов, обеспечивая энергию.

Говоря об энергетической функции белка, стоит отметить, что когда потребляется достаточное количество жиров и углеводов, белок не является базовым источником энергии. Если потребляется небольшое их количество, белки применяются в качестве основного источника энергии. Если белки принимаются в избытке, они превращаются в жир (опосредованно, через механизмы катаболизма).

Потребность в белке для питания

Рекомендуемое потребление для взрослого человека обычно составляет 0,8 г на килограмм веса тела. В спортивном индустрии развивается целая отрасль протеинового питания для спортсменов, которая зарекомендовала себя незаменимым спутником в спорте высоких достижений.

Общепризнанными источниками высококачественного белка являются красное мясо, птица, рыба, молоко, яйца, сыр, а низкокачественного белка — бобовые: фасоль, нут, соя, горох.

  • 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.

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

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

Этап конечного обмена

Белки отличаются числом – от 100 до нескольких тысяч, составом, последовательностью мономеров. В качестве мономеров выступают аминокислоты.

Нарушения белкового обмена представляют большой вред для организма. Эти вещества принимают участие почти во всех физиологических процессах. При нарушении обмена белков есть риск развития опасных нарушений.

При этом для здоровых людей белки представляют опасность лишь при избыточном потреблении в течение долгого периода времени. При соблюдении белковых диет, которые базируются на употреблении большого количества протеинов, нужно помнить о чувстве меры. Такие системы питания должны быть кратковременными и плавными.

Избыточное количество белков в рационе провоцирует поражение почек и печени. Это связано со сложным процессом выведения веществ. В этом случае вырабатываются кетоновые тела, которые провоцируют отравление организма.

При некоторых патологиях есть противопоказания к употреблению белков. К ним относят подагру, недостаточность почек и печени, хроническую форму панкреатита.

Белки представляют собой ценные вещества, которые принимают участие во всех физиологических процессах. Потому каждый человек должен употреблять достаточное количество протеинов. При этом необходимо помнить о чувстве меры и соблюдать рекомендации врачей.

Оцените статью
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Методы диагностики и способы лечения эндокринных заболеваний
Добавить комментарий