Роль в организме белки: Роль белка — Exponenta

Роль белка — Exponenta

Только полноценный высококачественный белок содержит все незаменимые аминокислоты, которые не синтезирует наш организм. В каждой из них важные свойства, которые определяют качество нашей жизни и состояние здоровья:

Изолейцин играет важную роль в формировании мышечной ткани, служит источником энергии для ее клеток. Способствует увеличению выносливости, восполнению затраченной при физической нагрузке энергии, восстановлению мышц, синтезу наружного слоя кожи, регулированию уровня сахара в крови. Дефицит изолейцина выражается в потере мышечной массы, может развиться гипогликемия.

Лейцин предотвращает усталость, способствует укреплению иммунной системы, повышению работоспособности, увеличению мышечной массы. Понижает содержание сахара в крови и способствует быстрейшему заживлению ран и костей. Недостаток лейцина является причиной нарушения обмена веществ, ослабления иммунитета, быстрого утомления, патологических процессов почках и щитовидной железе.

Лизин – участвует в образовании коллагена и восстановлении тканей, а также выработке антител, гормонов и ферментов. Имеет противовирусное действие, способствует повышению иммунитета. Дефицит приводит к утомляемости, усталости и слабости, неспособности к концентрации, раздражительности, потере волос, головокружение.

Метионин способствует укреплению структуры ногтей и волос, укреплению иммунитета, предотвращению жировых отложений в печени. Ускоряет регенеративные процессы, участвует в выводе тяжелых металлов из организма. Недостаток метионина сопровождается серьезным нарушением обмена веществ, является причиной поражения печени.

Валин служит источником энергии в мышечных клетках, препятствует снижению уровня серотонина. Используется для лечения депрессий и множественного склероза.

Треонин участвует в синтезе иммуноглобулинов и антител, способствует ускорению метаболических процессов в организме, выработке антител, прочности и упругости соединительных тканей и мышц, принимает участие в создании коллагена, эластина и мышечной ткани. Недостаток треонина в организме человека может проявляться такими симптомами, как мышечная слабость, нарушение концентрации внимания, потеря мышечной массы, задержка роста и развития, депрессия.

Фенилаланин способствует регулированию скорости обмена веществ, улучшению ментальной концентрации, регуляции аппетита. Недостаток фенилаланина в организме может привести к потере мышечной массы, гормональным сбоям, нарушению работы щитовидной железы и надпочечников, понижению умственной способности.

Аргинин  — частично незаменимая аминокислота, которая играет важную роль в улучшении обменных процессов, стимулирует синтез соматотропного гормона, ускоряет метаболизм жиров и снижает концентрацию холестерина в крови. Недостаток приводит к возрастанию риска развития тромбов, нарушению мозговой деятельности, раннему старению, ожирению, атеросклерозам и гипертонии.

Гистидин — частично незаменимая аминокислота, которая играет важную роль в метаболизме белков, синтезе гемоглобина, красных и белых кровяных телец, является одним из регуляторов свертывания крови. Используется при лечении аллергий, предотвращает псориаз, экзему, нейродермиты. Недостаток приводит к нарушению обмена веществ, торможению синтеза гемоглобина, ослаблению слуха.

Триптофан в организме человека непосредственно преобразуется в серотонин, соединение, которое вызывает умственное расслабление и создает ощущение эмоционального благополучия. Триптофан способен уменьшать болевую чувствительность, стимулирует выработку гормона роста, который необходим для увеличения мышечной массы и уменьшения массы жира. Низкое содержание триптофана в организме вызывает депрессию, тревожность, бессонницу, расстройства внимания, гиперактивность, головные боли.

Роль белков, жиров и углеводов в организме человека

2 Видеолекторий на тему: «Роль белков, жиров и углеводов в организме человека»

Белки, жиры и углеводы играют важную роль в организме человека.

Белки—сложные вещества, состоящие из аминокислот. Являются неизменной составляющей частью рациона. Это главный строительный материал, без которого невозможен рост мускулатуры и тканей в целом. Белки подразделяются на 2 категории:

Животный, который поступает из продуктов животного происхождения. К этой категории можно отнести мясо, птицу, рыбу, молоко, творог и яйца.

Растительный, который организм получает из растений. Здесь стоит выделить рожь, овсянку, грецкие орехи, чечевицу, фасоль, сою и морские водоросли.

Жиры — это органические соединения, отвечающие за «резервный фонд» энергии в организме, главные поставщики энергии в периоды дефицита пищи и болезней, когда организм получает малый объем питательных элементов или же не получает их вовсе. Жиры необходимы для эластичности кровеносных сосудов, благодаря чему полезные элементы быстрее проникают к тканям и клеткам, способствуют нормализации состояния кожных покровов, ногтевых пластин и волос. Жиры в больших количествах содержатся в орехах, масле сливочном, маргарине, жире свином, сыре твердом.

Углеводы — это главный источник энергии для людей. В зависимости от количества структурных единиц углеводы делятся на простые и сложные. Углеводы, называемые простыми или «быстрыми», легко усваиваются организмом и повышают уровень сахара в крови, что может повлечь набор лишнего веса и ухудшение метаболизма.

Сложные углеводы состоят из множества связанных сахаридов, включая в себя от десятков до сотен элементов. Подобные углеводы считаются полезными, поскольку при переваривании в желудке они отдают свою энергию постепенно, обеспечивая стабильное и долговременное чувство насыщения.

Также важную роль в организме играют витамины и микроэлементы, которые не включены в структуру тканей, однако без их участия не выполнялись бы многие жизненно важные функции, происходящие в человеческом организме.

Практически все жизненные процессы в нашем теле находятся в зависимости от того, что мы употребляем в пищу. Достаточно богаты углеводами свежие фрукты. Необходимо избегать чрезмерного употребления сладостей, мучных изделий, сахара. Рациональное питание имеет существенное значение  – и это подразумевает не только своевременное употребление вкусно приготовленной еды, но и включение в ежедневный рацион оптимального соотношения таких важных для правильной жизнедеятельности веществ, как белки, жиры, углеводы, витамины и микроэлементы. От  гармоничного сочетания всех этих веществ зависит поддержание нормальной  жизнедеятельности человека.

Белки | Tervisliku toitumise informatsioon

Белки составляют примерно 15–20% массы тела человека, что при весе в 70 кг дает около 12 кг. Основные задачи белков – обеспечение роста, построения и развития организма. Белковый состав имеют почти все энзимы и часть гормонов. Белки активно участвуют в производстве антител и обеспечивают крепость и активность иммунной системы, а также участвуют в транспортировке многих соединений.

Белки состоят из аминокислот, подразделяемых на незаменимые, которые нужно получать с пищей, и заменимые, которые организм способен синтезировать самостоятельно. Незаменимыми для человека аминокислотами являются изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин и гистидин.  Заменимыми для человека аминокислотами являются аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота, цистеин, глютамин, глютаминовая кислота, глицин, пролин, серин и тирозин. Разные продукты содержат разные сочетания и количества аминокислот.

Белки животного происхождения (белки яиц, молока, рыбы и мяса) содержат больше незаменимых аминокислот по сравнению с белками растительного происхождения. К сожалению, источники многих незаменимых животных белков слишком насыщены жиром. Довольно хороший аминокислотный состав имеют также белки, содержащиеся в сое, рисе, орехах и семенах.

В части белков (например, белках зерновых растений) недостает некоторых незаменимых аминокислот. Их дефицит можно компенсировать небольшим количеством белков животного происхождения, например, приготовить манную кашу на молоке, добавить в макароны сыр и т.д.

Белки выполняют в организме множество функций:

• они необходимы для роста и строительства клеток организма,
• почти все энзимы и часть гормонов имеют белковый состав,
• активно участвуют в производстве антител и обеспечивают крепость и активность иммунной системы,
• участвуют в транспортировке многих соединений,
• дают пищевую энергию: 1 г = 4 ккал.

Рекомендуется покрывать белками 10–20 % суточной потребности в энергии. Человеку с потребностью в энергии 2000 ккал в сутки следует употреблять: от 0,1 x 2000 ккал / 4 ккал = 50 г до 0,20 x 2000 ккал/ 4 ккал = 100 г белков.

Лучшими источниками белков животного происхождения являются яйца, молочные продукты (например, творог, сыр, зернистый творог), рыба, птица, мясо. Лучшими источниками белков растительного происхождения являются бобовые, орехи, семена и зерновые продукты. Серьезный недостаток белка приводит к отекам и мышечной слабости, изменениям волос и кожи. Белковый дефицит часто возникает вместе с дефицитом энергии, обусловленным недостатком белков и других питательных веществ в результате общего дефицита питательных веществ.

Длительное питание продуктами с чрезмерным содержанием белка вредно, поскольку нагружает почки и печень, может вызвать подагру и повышает риск возникновения аллергии. Энергия, получаемая с белками, в долгосрочной перспективе не должна превышать 20 % суточной пищевой энергии.

Роль белков, жиров и углеводов в организме человека

Питание это основа нашей жизни. Именно из пищи мы ежедневно получаем самые разнообразные и необходимые нам вещества. Питание обеспечивает развитие человека, процессы роста, физическую и умственную активность, настроение, и, в конечном счете, качество всей нашей жизни. Для обеспечения внутреннего баланса организма в нашем распоряжении есть три компонента: белки, жиры и углеводы.

Суточная потребность человека в этих компонентах может разниться в зависимости от многих факторов, например пол, вес, возраст, уровень физической активности и др.

Белки.

Белки представляют собой важнейшую составляющую часть пищи. Это своего рода строительный материал, обеспечивающий создание и обмен клеток и тканей организма, обмена веществ.

При недостаточности белков в пище появляется повышенная восприимчивость организма к инфекционным заболеваниям, также может нарушаться деятельность нервной системы, печени и других органов.

Физиологическая потребность в белке для взрослого населения — от 65 до 117 г/сутки для мужчин и от 58 до 87 г/сутки для женщин.

Физиологическая потребность в белке детей до 1 года — 2,2 — 2,9 г/кг массы тела, детей старше 1 года от 36 до 87 г/сутки.

1 грамм белка при окислении в организме даёт 4 ккал.

Белки подразделяются на белки животного и растительного происхождения.

Белки животного происхождения имеют очень высокую биологическую ценность, так как именно животные белки являются основными перевозчиками незаменимых аминокислот. Белки животного происхождения содержатся в молочных продуктах, во всех видах мяса, морепродуктах, яйцах.

Для взрослого человека рекомендуемая в суточном рационе доля белков животного происхождения от общего количества белков составляет 50 %, для детей 60 %.

Белки растительного происхождения, в отличие от животных содержат такой тип жира, который не позволяет увеличить уровень холестерина, и небольшое его количество помогает сократить каллорийность.

Белки растительного происхождения содержатся в овощах, фруктах, злаковых культурах.

Жиры.

Жиры это ещё одна важная составляющая нашего питания. Жиры это источник энергии. Они придают блюдам высокие вкусовые качества, тем самым способствуют возбуждению аппетита.

Физиологическая потребность в жирах — от 70 до 154 г/сутки для мужчин и от 60 до 102 г/сутки для женщин.

Физиологическая потребность в жирах — для детей до года 6 — 6,5 г/кг массы тела, для детей старше года — от 40 до 97 г/сутки.

Жиры подразделяются на два основных класса насыщенные и ненасыщенные.

Насыщенные жиры это жиры животного происхождения. К таким жирам относятся бараний, говяжий, свиной и ряд других. Насыщенные жиры участвуют в строении клеток. Поэтому избыточное потребление насыщенных жиров является важнейшим фактором риска развития диабета, ожирения, сердечно-сосудистых и других заболеваний.

Ненасыщенные жирные кислоты в основном содержатся в растительной пище, а также встречаются в морепродуктах.

Эти кислоты подразделяются на мононенасыщенные и полиненасыщенные. К мононенасыщенным кислотам относятся жиры рыб, морских млекопитающих, оливковое, кунжутное масла.

Физиологическая потребность в мононенасыщенных жирных кислотах для взрослых должно составлять 10% от калорийности суточного рациона.

1 грамм жира при окислении в организме даёт 9 ккал.

Полиненасыщенные жиры содержатся в подсолнечном, кукурузных маслах, в масле градских орехов, льняном, конопляном маслах, жирной морской рыбе.

Углеводы

Большую часть энергии, которая необходима для нормальной жизнедеятельности организма организм человека получает с углеводами.

Углеводы делятся на два основных класса: простые и сложные. Простые состоят из моносахаридов и олигосахаридов, сложные из полисахаридов и пищевых волокон.

К моносахаридам относятся глюкоза, фруктоза и галактоза. При снижении уровня глюкозы и наоборот высокой её концентрации наступает сонливость, потеря сознания. Моносахариды содержатся в чистом виде в овощах, фруктах, винограде, вишне, землянике, сливе, арбузе также в мёде.

Основными представителями олигосахаридов в питании человека являются сахароза и лактоза.

Самый распространённый вид сахарозы это сахар. Лактоза это так называемый молочный сахар. Она содержится в молочных и кисломолочный продуктах.

Полисахариды подразделяются на крахмальные полисахариды (крахмал и гликоген) и неусвояемые полисахариды пищевые волокна (клетчатка, пектины).

Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет 50 — 60% от энергетической суточной потребности (от 257 до 586 г/сутки).

Физиологическая потребность в углеводах — для детей до года 13 г/кг массы тела, для детей старше года от 170 до 420 г/сутки.

1 грамм углеводов при окислении в организме даёт 4 ккал.

Белки, жиры, углеводы играют очень важную роль, поэтому нельзя обеспечить полноценное существование и развитие организма без достаточного поступления питательных веществ, так как каждое из них выполняет свою функцию.

Тем, насколько правильно мы будем питаться, обусловлено состояние нашего здоровья, долголетие, счастливая жизнь.

1.3. Биологическая роль белка и его важнейшие источники

1.3. Биологическая роль белка и его важнейшие источники

Белки – жизненно необходимые и незаменимые вещества, без которых невозможны не только рост и развитие организма, но и сама жизнь. Они являются основным пластическим материалом для построения всех клеток, тканей и органов тела человека, образования ферментов, гормонов и других соединений, выполняющих в организме особо важные и сложные функции.

Белки составляют 54 % массы тела человека. Все ферменты, участвующие в превращениях и усвоении белков и других пищевых веществ, имеют белковую природу, поэтому при недостатке белка в пище снижается ферментативная активность организма и развиваются нарушения как в переваривании, так и в обмене всех веществ – белков, жиров и углеводов. При дефиците белка нарушается образование гормонов и, как следствие, работа сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата, мочеполовой и других систем организма.

Кроме того, белок в организме играет большую защитную роль. Из особого белка глобулина формируются антитела – вещества, определяющие защитные силы организма, невосприимчивость человека к инфекциям. Белки обезвреживают попавшие в организм человека яды и токсины, выполняют антитоксическую роль. Достаточное количество белка в пище повышает устойчивость к стрессам, которые могут быть причиной многих заболеваний. Помимо перечисленных, белок выполняет много других функций: обеспечение процессов свертывания крови, перенос кислорода с кровью, мышечное сокращение, передача наследственных признаков, транспорт различных веществ в организме, образование макроэргических соединений (АТФ) и т. д.

Как источник энергии, белки имеют второстепенное значение, так как могут быть заменены жирами и углеводами. При окислении в организме 1 г белка дает 4 ккал (16,7 кДж). Именно многообразие свойств белка, его участие в основных жизненных процессах подтверждают, что белок является основой жизни. Этот факт отмечали еще древние греки: другое название белков – протеины (от слова «протос», что означает «главный, единственный»).

Для того чтобы обеспечить все важнейшие жизненные процессы, необходимо достаточное поступление белка в организм. При этом белок, в отличие, например, от жиров и углеводов, не может синтезироваться в организме, не заменяется другими пищевыми веществами, не накапливается про запас. В то же время он частично расходуется на образование жира и углеводов при их дефиците в пищевом рационе. Единственным источником белков служит пища, поэтому белки пищи являются абсолютно необходимой составной частью рациона человека.

Белки пищи – сложные органические соединения, состоящие из большого количества аминокислот (более 20). Не все аминокислоты равноценны по своему значению для организма. Они делятся на заменимые и незаменимые (или жизненно необходимые). Заменимые аминокислоты названы так потому, что они могут синтезироваться в организме из других, незаменимые – в организме не синтезируются и обязательно должны содержаться в пище в достаточном количестве. Незаменимые аминокислоты (валин, метионин, лейцин, триптофан, лизин и др. ) содержатся в наибольшем количестве и наилучших соотношениях в белках животного происхождения (яйца, молоко, мясо, рыба и т. д.), то есть в белках высокой биологической ценности, отличающихся сбалансированностью аминокислот, легкой перевариваемостью и хорошей усвояемостью. Заменимые аминокислоты содержатся преимущественно в белке растительных продуктов (хлеб, крупа, бобовые), и в случае дефицита этих продуктов в рационе на синтез незаменимых аминокислот в организме расходуются заменимые аминокислоты.

Чтобы обеспечить организм достаточным количеством незаменимых и заменимых аминокислот, в состав пищевого рациона должны входить как более полноценные (животные) белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, так и менее полноценные (растительные). Наиболее благоприятно соотношение животного и растительного белка в рационе 1:1.

Чтобы избежать дефицита тех или других аминокислот, рекомендуется сочетать в каждом приеме пищи менее ценные растительные белки (хлеб, крупы, бобовые) с белками животного происхождения (молоко, творог, сыр, мясо, рыба, яйца) – это могут быть каши на молоке, хлеб с молоком, мучные изделия с творогом, вареники, мучные изделия с мясом, котлеты с макаронами и т. п. В то же время сочетание круп и злаковых продуктов с капустой, картофелем менее оправданно, так как не улучшает аминокислотного состава рациона. Важен тот факт, что при правильном сочетании растительного и животного белка улучшается усвоение растительных белков, из которых в кишечнике всасывается 60-80 % аминокислот, тогда как из белков животных продуктов – более 90 %.

Наиболее быстро перевариваются белки молочных продуктов и рыбы, затем мяса (белки говядины быстрее, чем свинины и баранины), хлеба и круп (быстрее – белки пшеничного хлеба из муки высших сортов и манной крупы). Нарушают переваривание белка некоторые содержащиеся в горохе, фасоли, сое вещества, которые снижают переваривающую активность пищеварительных ферментов. Тепловая обработка, длительное разваривание, измельчение, протирание улучшают переваривание белков.

Потребность человека в пищевом белке может изменяться в зависимости от пола, возраста, уровня физической активности, интенсивности труда, при некоторых заболеваниях.

В среднем потребность взрослого человека в белке составляет 80-100 г в сутки, или 1,1-1,3 г белка на 1 кг массы тела, что обеспечивает 10-15 % энергетических потребностей организма за счет белка. Потребность растущего организма в белке выше и зависит от возраста. Если на первом году жизни ребенок должен получать более 4 г белка на 1 кг массы тела, то в последующие годы потребность в белке снижается. Так, потребность в белке для девушек составляет в среднем 90 г, для юношей – 100 г в сутки.

Высокая потребность в белке у детей и подростков объясняется тем, что в растущем организме преобладают синтетические процессы и белок пищи необходим не только для поддержания азотистого равновесия, но и для обеспечения роста, увеличения массы тела, формирования скелета и мускулатуры. Количество белков животного происхождения, содержащих незаменимые аминокислоты, которые особенно необходимы для растущего организма, должно составлять не менее 60 % от общего количества белка в рационе.

Химический состав продуктов, используемых в качестве основных источников белка, представлен в таблице 1.

emp1

Таблица 1

Химический состав продуктов, используемых в качестве основных источников белка (в 100 г продукта), и их энергетическая ценность[1]

Необходимо отметить, что однообразное питание, состоящее преимущественно из растительных белков или только из белков животного происхождения, значительно ухудшает усвоение и использование белка в организме. Важны не только общее количество и качество белка в суточном рационе, но и обязательно разнообразие пищи, ежедневное употребление таких источников белка, как молоко, рыба, крупы, зерновые продукты, яйца, мясо.

Белковая недостаточность возникает от резкого уменьшения белков в пище при полном или частичном голодании, систематическом поступлении в организм белков низкой биологической ценности, длительном ограничении приема пищи (у алкоголиков, наркоманов, при болезнях желудочно-кишечного тракта), ведущих к недостаточному перевариванию и всасыванию пищевых белков, потере белков и нарушению их синтеза в организме при различных болезнях (активный туберкулез, заболевания органов пищеварения, инфекции и др. ). Белковая недостаточность ведет к ухудшению функций пищеварительной, эндокринной, кроветворной и других систем организма, атрофии мышц. Снижается работоспособность, сопротивляемость к инфекциям, замедляется выздоровление при различных заболеваниях. Избыточное поступление пищевых белков также сказывается на организме. Оно ведет к перегрузке печени и почек продуктами распада белка, перенапряжению секреторной функции пищеварительного аппарата, накоплению в организме продуктов азотистого обмена и др.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Значение белков в организме человека

Значение белков для организма имеет огромную роль. Белки выполняют множество жизненно важных функций в человеческом организме:

— служат материалом для построения клеток, тканей и органов, образования ферментов, большинства гормонов, гемоглобина и других соединений;

— формируют соединения, обеспечивающие иммунитет к инфекциям;

— участвуют в процессе усвоения жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ.

Как источник энергии белки имеют второстепенное значение, поскольку могут быть заменены жирами и углеводами.

В отличие от жиров и углеводов, белки не накапливаются в резерве и не образуются из других пищевых веществ, являясь незаменимой частью пищи.

Для человека потребление животного белка биологически более ценно, чем растительного, поскольку содержащиеся в животном белке незаменимые аминокислоты легче перевариваются и растворяются человеческим организмом.

Белки поддерживают упругость кожи, отвечают за здоровье волос и ногтей. Эти соединения способствуют поддержанию тела в тонусе, так как в качестве расщепления они влияют на формирование мышц. Белки являются главным стимулятором метаболизма.

Недостаток белков ведет к нарушению ряда функций организма, в том числе функций печени, поджелудочной железы, тонкой кишки, нервной и эндокринной систем. Кроме того, наблюдаются нарушения кроветворения, обмена жиров и витаминов, развивается атрофия мышц. Ухудшается работоспособность человека, снижается его сопротивляемость к инфекциям.

Особенно неблагоприятно сказывается белковая недостаточность на растущем организме: замедляется его рост, нарушается образование костей, задерживается умственное развитие.

Избыток поступления белков оказывает также негативное воздействие на организм. При этом страдают сердечно-сосудистая система, печень и почки, усиливаются процессы гниения в кишечнике, нарушается обмен витаминов.

Потребность организма в белке зависит от ряда причин: с возрастом она снижается, но, при стрессовых ситуациях, независимо от возраста, потребность в белках значительно возрастает. Во время занятия спортом количество протеина должно быть увеличено.

Белки

Пищевые вещества и их роль в питании школьников

Белки и аминокислоты.

Белки нередко называют основными строительными блоками организма. Нет ни одного органа, ни одной ткани, ни одной клеточной или субклеточной структуры организма взрослого или ребенка, в состав которых не входил бы белок. Белок необходим и для мышечной работы, и для успешного обучения, и для поддержания нормального иммунитета, и выполнения многих других «обязанностей». Важно подчеркнуть, что основным источником белка человеческого тела служат белки пищи, поэтому достаточное поступление белков с пищей — необходимое условие нормального роста, сохранения здоровья и способности к обучению. Превращение белков пищи в белки органов и тканей является сложным многоступенчатым процессом, который начинается еще в ротовой полости, а заканчивается на уровне клетки. В результате этого процесса, в котором участвует целый каскад пищеварительных ферментов желудка и кишечника, огромные полимерные молекулы белка расщепляются на аминокислоты (до 20). Из них 8 относятся к числу так называемых незаменимых для человека, которые абсолютно необходимы для нормального течения различных физиологических и обменных процессов. Организм не способен к их образованию. Их единственным источником, следовательно, может служить только пища. При низком содержании незаменимых аминокислот в рационе образование в организме полноценных белков становится невозможным, что ведет вначале к предболезни, а затем и к болезни. Наиболее благоприятным аминокислотным составом обладают белки животного происхождения — молока и молочных продуктов, мяса, рыбы, а также белки бобовых — сои и других. Эти продукты, белок которых, как говорят специалисты, характеризуется высокой биологической ценностью, должны постоянно присутствовать в рационе человека. Для растущего организма ребенка поступление белков с высокой биологической ценностью особенно важно, поскольку рост характеризуется чрезвычайно большой потребностью в белке и незаменимых аминокислотах.

Школьнику требуется ежедневно около 70-90 г белков: для этого необходимо съесть примерно 100-200 г мяса, 30-50 г рыбы, 400-500 мл молока или кисломолочных продуктов, 30-40 г творога и другое.

Дефицит белков ведет к задержке роста, снижению устойчивости к инфекциям и действию неблагоприятных внешних факторов, нарушению полового развития, малокровию.

Жиры.

Под жирами (а точнее липидами) в химии понимают вещества, которые растворяются в так называемых органических растворителях (бензине, ацетоне, спирте и др.), но не растворяются в воде; Пищевые жиры включают большое число различных видов соединений такого рода, среди которых основными являются собственно жиры (триглицериды), фосфолипиды и стероиды. К последнему классу принадлежит, в частности, холестерин

Основными компонентами и триглицеридов, и фосфолипидов являются жирные кислоты, которые делятся на насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные

Жиры, так же как и белки, — важнейшие «строительные» элементы клеток, органов и тканей. Они не только участвуют в построении клеточных и субклеточных мембран, но и активно регулируют их проницаемость и другие функциональные свойства. Жиры служат важным клеточным «топливом». При «сгорании» в организме 1 г жира выделяется в 2 раза больше энергии (9 ккал), чем при сгорании 1 г белков или углеводов (4 ккал).

Правильно построенный рацион должен включать такое количество жиров, которое обеспечит не более 30-35% от общей энергетической ценности (калорийности) рациона. Например: если подросток нуждается в получении с пищей 2500 ккал, то жиры должны обеспечить 750-875 ккал, что соответствует потреблению 83-97 г жиров. При этом на долю так называемых насыщенных жиров, содержащих в основном насыщенные жирные кислоты, которыми богаты говяжий, свиной, бараний и другие животные жиры, должно приходиться не более 10% от общей калорийности рациона. Избыток насыщенного жира в питании, в том числе и в питании детей и подростков, служит одной из причин развития атеросклероза, инфаркта миокарда и других тяжелых заболеваний сердечно-сосудистой системы. Одна из составных частей насыщенных жиров — холестерин, которому раньше ошибочно приписывали все неблагоприятные эффекты избыточного потребления насыщенных жиров. Важно, чтобы в составе пищевых жиров было достаточно ненасыщенных жиров, включающих моно- и полиненасыщенные жирные кислоты. Ими богаты растительные масла — подсолнечное, кукурузное, оливковое и др..

 Полиненасыщенные жирные кислоты, также как и некоторые аминокислоты, относятся к числу незаменимых пищевых факторов. Их дефицит в питании ведет к задержке роста, снижению иммунного ответа, изменению свойств крови (повышению свертываемости), ухудшению состояния кожи (потере эластичности, появлению прыщей и др.). Иногда полиненасыщенные жирные кислоты называют витамином F (от Fatty acids — жирные кислоты), причем врачи-дерматологи обнаружили высокую эффективность различных кремов, содержащих витамин F, в лечении болезней кожи.

Что такое белки и для чего они нужны ?: MedlinePlus Genetics

Белки — это большие сложные молекулы, которые играют важную роль в организме. Они выполняют большую часть работы в клетках и необходимы для структуры, функции и регулирования тканей и органов тела.

Белки состоят из сотен или тысяч более мелких единиц, называемых аминокислотами, которые связаны друг с другом длинными цепями. Существует 20 различных типов аминокислот, которые можно комбинировать для получения белка.Последовательность аминокислот определяет уникальную трехмерную структуру каждого белка и его конкретную функцию. Аминокислоты кодируются комбинациями трех строительных блоков ДНК (нуклеотидов), определяемых последовательностью генов.

Белки можно описать в соответствии с их широким спектром функций в организме, перечисленных в алфавитном порядке:

Что такое белки и каковы их функции в организме?

Последнее обновление: 16 декабря 2019 г.

Белки состоят из многих строительных блоков, известных как аминокислоты.Нашему организму нужен диетический белок, чтобы поставлять аминокислоты для роста и поддержания наших клеток и тканей. Наши диетические потребности в белке меняются на протяжении всей жизни. Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) рекомендует взрослым потреблять не менее 0,83 г белка на кг массы тела в день (например, 58 г в день для взрослого человека весом 70 кг). Белки растительного и животного происхождения различаются по качеству и усвояемости, но обычно это не вызывает беспокойства у большинства людей, если их общий белок соответствует их потребностям. Мы должны стремиться потреблять белок из различных источников, который приносит пользу как нашему здоровью, так и планетам.

Из чего состоят белки?

Белки состоят из множества различных аминокислот, связанных вместе. Существует двадцать различных строительных блоков из этих аминокислот, которые обычно встречаются в растениях и животных. Типичный белок состоит из 300 или более аминокислот, и конкретное количество и последовательность аминокислот уникальны для каждого белка. Подобно алфавиту, «буквы» аминокислот могут быть расположены миллионами различных способов для создания «слов» и целого белкового «языка».В зависимости от количества и последовательности аминокислот полученный белок будет принимать определенную форму. Эта форма очень важна, поскольку она будет определять функцию белка (например, мышц или ферментов). У каждого вида, включая человека, есть свои характерные белки.

Аминокислоты подразделяются на незаменимые и несущественные. Как следует из названия, незаменимые аминокислоты не могут вырабатываться организмом и, следовательно, должны поступать из нашего рациона. В то время как незаменимые аминокислоты могут вырабатываться организмом и, следовательно, не должны поступать с пищей.

Таблица 1. Незаменимые и незаменимые аминокислоты.

* это условно незаменимые аминокислоты, что означает, что они необходимы только при определенных условиях (например,грамм. для новорожденных). ¹

Что белки делают для организма?

Наши тела состоят из тысяч различных белков, каждый из которых выполняет определенную функцию. Они составляют структурные компоненты наших клеток и тканей, а также многие ферменты, гормоны и активные белки, секретируемые иммунными клетками (рис. 1).

Эти белки организма постоянно восстанавливаются и заменяются на протяжении всей нашей жизни. Этот процесс (известный как «синтез белка») требует постоянного поступления аминокислот.Хотя некоторые аминокислоты могут быть переработаны в результате распада старых белков организма, этот процесс несовершенен. Это означает, что мы должны потреблять диетический белок, чтобы удовлетворить потребности нашего организма в аминокислотах.

Поскольку белок необходим для роста клеток и тканей, адекватное потребление белка особенно важно в периоды быстрого роста или повышенной потребности, таких как детство, подростковый возраст, беременность и грудное вскармливание. ¹

Рисунок 1. Функции белков в организме.

Какие продукты богаты белком?

Белок содержится как в растительной, так и в животной пище. На рисунке 2 показано содержание белка в типичной порции обычных продуктов животного и растительного происхождения. Для получения дополнительной информации о том, как оценить размер здоровых порций, см. Раздел Измерение размеров порций руками.

Рис. 2. Продукты с высоким содержанием белка. ²

Есть ли разница между белками животного и растительного происхождения?

Как видно из рисунка 2, продукты животного и растительного происхождения могут быть богатыми источниками белка.Но одинаковы ли они по качеству?

Качество протеина можно определить по-разному; однако все определения относятся к распределению и соотношению незаменимых и заменимых аминокислот, которые они содержат. В целом, белки животного происхождения имеют более высокое качество, поскольку они содержат более высокие пропорции незаменимых аминокислот по сравнению с белками растительного происхождения.

Существует распространенное заблуждение, что в растительных белках полностью отсутствуют определенные незаменимые аминокислоты. Фактически, большинство растительных белков будут содержать все 20 аминокислот, но, как правило, имеют ограниченное количество определенных незаменимых аминокислот, известных как их ограничивающие аминокислоты.Это означает, что если небольшое количество растительных продуктов потребляется в качестве единственных источников белка, они вряд ли обеспечат достаточное количество незаменимых аминокислот для удовлетворения наших потребностей. Для людей, которые практически не потребляют продукты животного происхождения, таких как веганы или вегетарианцы, важно, чтобы они потребляли белок из источников с дополнительными ограничивающими аминокислотами. Например, потребление риса (с ограниченным содержанием лизина и тиамина, но с высоким содержанием метионина) и бобов (с ограниченным содержанием метионина, но с высоким содержанием лизина и тиамина) обеспечит дополнительные аминокислоты, которые могут помочь удовлетворить потребности в незаменимых аминокислотах.

Белки животного и растительного происхождения также различаются по своей биодоступности и усвояемости. Оценка усвояемых незаменимых аминокислот (DIAAS) является рекомендуемым методом для определения перевариваемости диетического белка и выражается в значениях ниже или иногда даже выше 100. ³ DIAAS более 100 указывает на то, что белок имеет очень высокую усвояемость и качество и является хороший протеин, дополняющий те, которые обладают более низкими качествами. Белки животного происхождения, как правило, имеют более высокие баллы DIAAS по сравнению с белками растительного происхождения (таблица 2).Поскольку большинство людей потребляют белок из различных источников, качество и усвояемость белка обычно не вызывает беспокойства.

Таблица 2. DIAAS и качество различных типов протеина на 100 г пищи. ^{3, 4}

Сколько белка мы должны есть каждый день?

EFSA разработало диетические контрольные значения (DRV) для белка. DRV для белка на разных этапах жизни сведены в таблицу 3. Для среднего взрослого рекомендуется потреблять не менее 0,83 г белка на каждый килограмм массы тела в день. ¹ Другими словами, взрослый человек весом 70 кг должен стремиться съедать не менее 58 г белка в день. Это эквивалентно белку, содержащемуся примерно в 200 г куриной грудки или 240 г ореховой смеси.

В периоды роста, например в детстве, беременности и кормлении грудью, потребности в белке относительно высоки.Кроме того, в пожилом возрасте соотношение белков и энергии начинает увеличиваться. Это означает, что нам требуется такое же количество белка, но меньше энергии (или калорий) из-за снижения скорости метаболизма и более малоподвижного образа жизни. ¹

Таблица 3. Диетические справочные значения для стадий жизни. ¹ BW: масса тела.

Сколько белка мы едим каждый день?

В целом европейцы потребляют достаточно белка, а дефицит белка в большинстве развитых стран встречается редко (диаграмма 3). Поскольку диета европейцев уже превышает требуемый уровень, EFSA не рекомендует увеличивать текущее потребление белка. ¹

Рисунок 3. Потребление белка в европейских странах. ¹

Каковы преимущества белка для здоровья?

Потребление достаточного количества белка для удовлетворения потребностей нашего организма важно для многих функций организма. Однако есть данные, позволяющие предположить, что в определенных ситуациях увеличение потребления белка сверх требуемых уровней может принести дополнительную пользу для здоровья.

Белок и контроль веса

Было показано, что употребление в пищу продуктов, богатых белком, усиливает чувство сытости (также известное как сытость) больше, чем продукты с высоким содержанием жиров или углеводов. Краткосрочные исследования показали, что диета с высоким содержанием белка (например, 1,2–1,6 г / кг в день; 84–112 г в день для взрослого человека весом 70 кг) может помочь снизить общее потребление калорий и ускорить потерю веса. ⁵ Однако доказательства долгосрочного поддержания веса менее очевидны. ⁵ Как и все диеты, диета с высоким содержанием белка эффективна только в том случае, если ее придерживаются, что может быть трудным для некоторых людей, а низкая приверженность может частично объяснить ограниченную пользу, наблюдаемую при долгосрочном поддержании веса. ⁵

Белок и саркопения

Саркопения — это заболевание, характеризующееся прогрессирующей потерей мышечной массы и физических функций, которое обычно ассоциируется у пожилых людей. Саркопения связана с повышенной слабостью, риском падений, функциональным снижением и даже ранней смертью. ⁶ Поскольку белок необходим для восстановления и поддержания мышечной массы, неудивительно, что низкое потребление белка связано с повышенным риском развития саркопении. ⁶ Точно так же увеличение потребления белка, а также увеличение физической активности может помочь сохранить мышечную массу и силу с возрастом, снижая риск саркопении и заболеваний скелета.

Белок и спортивные результаты

Белок уже давно ассоциируется со спортивной продуктивностью.Белок играет ключевую роль в восстановлении и укреплении мышечной ткани после тренировки. Хотя белок имеет решающее значение для наращивания мышечной массы, для получения максимальной пользы его следует рассматривать в контексте всей диеты, которая включает правильное количество углеводов, жиров, витаминов и минералов. Оптимальное потребление белка будет зависеть от типа (например, тренировка на выносливость или сопротивление), продолжительности и интенсивности упражнений, причем большее количество не всегда означает лучший результат. Потребление белка 1,4–2,0 г на кг массы тела в день (например,грамм. 98 — 140 г в день для взрослого человека весом 70 кг) считается достаточным для удовлетворения потребностей большинства людей, занимающихся физическими упражнениями. ⁷ Спортсмены должны стремиться к потреблению белка за счет сбалансированной диеты, при этом белковые добавки используются для людей, которым необходимо поддерживать высокий уровень белка, но ограничивать общее потребление калорий.

Что произойдет, если вы съедите слишком много белка?

Недостаточно доказательств для установления порога потребления белка, и EFSA заявило, что потребление белка в два раза превышает DRV (1.7 г / кг в день или 119 г в день для взрослого человека весом 70 кг) по-прежнему считается безопасным при нормальных условиях. ¹ Для людей с заболеванием почек избыток белка может быть проблемой, и этим людям следует проконсультироваться с диетологом или терапевтом, прежде чем повышать уровень белка.

Увеличение веса

Существует распространенное заблуждение, что нельзя набрать вес, употребляя белок. Это неправда, так же, как углеводы и жиры, когда они потребляются во время избытка калорий, избыток белка может превращаться в жировые отложения, что приводит к увеличению веса.Когда дело доходит до поддержания веса, самое главное — сохранять энергетический баланс.

Красное и обработанное мясо и риск рака

Белок необходим для хорошего здоровья, но некоторые продукты с высоким содержанием белка могут быть лучше для нашего здоровья, чем другие. В частности, потребление большого количества красного и обработанного мяса связано с повышенным риском некоторых видов рака. ⁸ Красное мясо является хорошим источником белка, а также многих других важных питательных веществ, таких как железо, витамин B ₁₂ и цинк, и не обязательно полностью избегать его, чтобы снизить риск.Всемирный фонд исследований рака рекомендует нам стараться потреблять не более трех порций (около 350-500 г вареной массы) красного мяса в неделю и очень мало обработанного мяса, если таковое имеется. ⁸

Устойчивость белка

Выбор продуктов питания, который мы делаем, влияет не только на наше здоровье, но и на окружающую среду. В целом, белки животного происхождения, такие как говядина, молочные продукты и баранина, оказывают более сильное воздействие на окружающую среду (т. Е. Используют больше ресурсов и производят больше парниковых газов) по сравнению с растительными источниками, такими как соя, горох и чечевица (рисунок 4). ⁹ Хотя нет необходимости или рекомендуется полностью избегать продуктов животного происхождения, изменение рациона питания с включением большего количества источников белка растительного происхождения может принести пользу нашему здоровью и планете. ¹⁰ Устойчивое питание — это больше, чем просто выбор экологически чистых продуктов, богатых белком. Дополнительные советы о том, как вести более устойчивый образ жизни, см. В советах по здоровому и рациональному питанию и советах по сокращению пищевых отходов.

Рисунок 4 . Содержание белка и выбросы парниковых газов (ПГ) в различных пищевых продуктах. ⁹

Заключение

Белок необходим для жизни; он поставляет незаменимые аминокислоты, необходимые для роста и поддержания наших клеток и тканей. Наша потребность в белке зависит от нашего жизненного цикла, и большинство европейцев потребляют достаточно, чтобы удовлетворить свои потребности. Поскольку большинство людей придерживаются разнообразной диеты, качество и усвояемость белков, которые они едят, не должны вызывать беспокойства, если общее количество белка удовлетворяет их ежедневные потребности. Поскольку мы едим продукты, а не питательные вещества, мы должны выбирать продукты, богатые белком, которые не только содержат незаменимые аминокислоты, но и поддерживают здоровую и устойчивую диету.

Список литературы

1. EFSA (2012). Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов, Научное заключение о диетических референсных значениях белка. EFSA Journal 2012; 10 (2): 2557
2. База данных Великобритании по составу пищевых продуктов.
3. Консультация, F.E., 2011. Оценка качества диетического белка в питании человека. FAO Food Nutr. Пап, 92, стр. 1-66.
4. Филлипс, С.М., 2017. Современные концепции и нерешенные вопросы в отношении диетических белков и добавок у взрослых.Границы питания, 4, с.13.
5. Leidy, H.J., Clifton, P.M., Astrup, A., Wycherley, T.P., Westerterp-Plantenga, M.S., Luscombe-Marsh, N.D., Woods, S.C. и Mattes, R.D., 2015. Роль белка в потере и поддержании веса. Американский журнал клинического питания, 101 (6), стр.132

.

6. Cruz-Jentoft AJ, Sayer AA (2019). Саркопения. Ланцет. 393 (10191): 2636-2646.
7. Jager R., Kerksick, C.M., Campbell, B.I., Cribb, P.J., Wells, S.Д., Сквиат, Т.М., Пурпура, М., Зигенфус, Т.Н., Феррандо, А.А., Арент, С.М. и Смит-Райан, A.E., 2017. Позиция Международного общества спортивного питания: белок и упражнения. Журнал
8. Всемирный фонд исследований рака / Американский институт исследований рака. Постоянное обновление отчета экспертов проекта за 2018 год. Мясо, рыба и молочные продукты и риск рака.
9. Пур Дж., Немечек Т. (2018) Снижение воздействия пищевых продуктов на окружающую среду за счет производителей и потребителей.Science Vol. 360, Issue 6392, pp. 987-992
10. ФАО и ВОЗ. 2019. Устойчивое здоровое питание — Руководящие принципы. Рим

Функция белков | Биология для майоров I

Результаты обучения

• Определить несколько основных функций белков

Основные типы и функции белков перечислены в таблице 1.

Таблица 1. Типы и функции белков
Тип	Примеры	Функции
Пищеварительные ферменты	Амилаза, липаза, пепсин, трипсин	Помощь в переваривании пищи за счет катаболизма питательных веществ до мономерных единиц
Транспорт	Гемоглобин, альбумин	Переносит вещества в крови или лимфе по всему телу
Строительный	Актин, тубулин, кератин	Создавать различные структуры, такие как цитоскелет
Гормоны	Инсулин, тироксин	Координировать деятельность различных систем организма
Оборона	Иммуноглобулины	Защитить организм от инородных патогенов
Сокращение	Актин, миозин	Эффект сокращения мышц
Хранилище	Запасные белки бобовых, яичный белок (альбумин)	Обеспечить питание на ранних этапах развития зародыша и проростка

Два специальных и распространенных типа белков — это ферменты и гормоны. Ферменты , которые вырабатываются живыми клетками, являются катализаторами биохимических реакций (например, пищеварения) и обычно представляют собой сложные или конъюгированные белки. Каждый фермент специфичен для субстрата (реагента, который связывается с ферментом), на который он действует. Фермент может помочь в реакциях разложения, перегруппировки или синтеза. Ферменты, которые расщепляют свои субстраты, называются катаболическими ферментами, ферменты, которые строят более сложные молекулы из своих субстратов, называются анаболическими ферментами, а ферменты, влияющие на скорость реакции, называются каталитическими ферментами.Следует отметить, что все ферменты увеличивают скорость реакции и, следовательно, считаются органическими катализаторами. Примером фермента является амилаза слюны, которая гидролизует свою субстратную амилозу, компонент крахмала.

Гормоны представляют собой химические сигнальные молекулы, обычно небольшие белки или стероиды, секретируемые эндокринными клетками, которые действуют, чтобы контролировать или регулировать определенные физиологические процессы, включая рост, развитие, метаболизм и размножение. Например, инсулин — это белковый гормон, который помогает регулировать уровень глюкозы в крови.

Белки имеют разную форму и молекулярную массу; некоторые белки имеют глобулярную форму, тогда как другие имеют волокнистую природу. Например, гемоглобин — это глобулярный белок, а коллаген, обнаруженный в нашей коже, — это волокнистый белок. Форма белка имеет решающее значение для его функции, и эта форма поддерживается многими различными типами химических связей. Изменения температуры, pH и воздействие химикатов могут привести к необратимым изменениям формы белка, что приведет к потере функции, известной как денатурация.Все белки содержат разные расположения одних и тех же 20 типов аминокислот. Недавно были открыты две редкие новые аминокислоты (селеноцистеин и пирролизин), и к этому списку могут быть добавлены новые открытия.

Резюме: Функция белков

Белки — это класс макромолекул, которые выполняют широкий спектр функций для клетки. Они помогают метаболизму, обеспечивая структурную поддержку и действуя как ферменты, переносчики или гормоны. Строительными блоками белков (мономеров) являются аминокислоты.Каждая аминокислота имеет центральный углерод, связанный с аминогруппой, карбоксильной группой, атомом водорода и R-группой или боковой цепью. Существует 20 обычно встречающихся аминокислот, каждая из которых отличается по группе R. Каждая аминокислота связана со своими соседями пептидной связью. Длинная цепь аминокислот известна как полипептид.

Белки подразделяются на четыре уровня: первичный, вторичный, третичный и (необязательно) четвертичный. Первичная структура — это уникальная последовательность аминокислот.Локальное сворачивание полипептида с образованием таких структур, как α спираль и β -складчатый лист, составляет вторичную структуру. Общая трехмерная структура — это третичная структура. Когда два или более полипептида объединяются, чтобы сформировать полную структуру белка, такая конфигурация известна как четвертичная структура белка. Форма и функция белка неразрывно связаны; любое изменение формы, вызванное изменениями температуры или pH, может привести к денатурации белка и потере функции.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Функции белков в организме — Питание человека [УСТАРЕЛО]

Белки являются «рабочими лошадками» тела и участвуют во многих функциях организма. Белки бывают всех размеров и форм, и каждый из них специально структурирован для своей конкретной функции.

Структура и движение

Рисунок 6.9 Структура коллагена

Тройная спираль коллагена от Невита Дилмена / CC BY-SA 3.0

В организме человека было обнаружено более сотни различных структурных белков, но самым распространенным на сегодняшний день является коллаген, который составляет около 6 процентов от общей массы тела. Коллаген составляет 30 процентов костной ткани и включает большое количество сухожилий, связок, хрящей, кожи и мышц. Коллаген — это прочный волокнистый белок, состоящий в основном из глицина и пролина. Внутри его четвертичной структуры три пептидных нити скручиваются друг вокруг друга, как веревка, а затем эти коллагеновые нити перекрываются друг с другом.Эта высокоупорядоченная структура даже прочнее, чем стальные волокна того же размера. Коллаген делает кости крепкими, но гибкими. Волокна коллагена в дерме кожи придают ей структуру, а сопутствующие фибриллы белка эластина делают ее гибкой. Зажмите кожу на руке и отпустите; белки коллагена и эластина в коже позволяют ей вернуться к своей первоначальной форме. Гладкомышечные клетки, которые выделяют белки коллагена и эластина, окружают кровеносные сосуды, придавая им структуру и способность растягиваться назад после того, как через них прокачивается кровь.Еще один сильный волокнистый белок — кератин, из которого состоят кожа, волосы и ногти. Плотно упакованные коллагеновые фибриллы в сухожилиях и связках обеспечивают синхронные механические движения костей и мышц и способность этих тканей возвращаться назад после завершения движения.

Ферменты

Хотя белки в наибольшем количестве содержатся в соединительных тканях, таких как кости, их наиболее необычная функция — это ферменты. Ферменты — это белки, которые проводят определенные химические реакции.Задача фермента — обеспечить место для химической реакции и снизить количество энергии и время, необходимое для того, чтобы эта химическая реакция произошла (это известно как «катализ»). В среднем каждую секунду в клетках происходит более ста химических реакций, и для большинства из них требуются ферменты. Одна только печень содержит более тысячи ферментных систем. Ферменты специфичны и будут использовать только определенные субстраты, которые подходят их активному сайту, подобно тому, как замок может быть открыт только с помощью определенного ключа.Почти каждая химическая реакция требует определенного фермента. К счастью, фермент может снова и снова выполнять свою роль катализатора, хотя в конечном итоге он разрушается и восстанавливается. Все функции организма, включая расщепление питательных веществ в желудке и тонком кишечнике, преобразование питательных веществ в молекулы, которые клетка может использовать, и построение всех макромолекул, включая сам белок, включают ферменты (см. Рисунок 6.10 «Роль ферментов в переваривании углеводов») .

Рисунок 6.Роль 10 ферментов в переваривании углеводов

Гормоны

Белки отвечают за синтез гормонов. Гормоны — это химические сообщения, производимые железами внутренней секреции. Когда эндокринная железа стимулируется, она выделяет гормон. Затем гормон транспортируется с кровью к своей клетке-мишени, где он передает сообщение, чтобы инициировать определенную реакцию или клеточный процесс. Например, после еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ на повышение уровня глюкозы в крови поджелудочная железа выделяет гормон инсулин.Инсулин сообщает клеткам организма, что глюкоза доступна и может забирать ее из крови и хранить или использовать для производства энергии или создания макромолекул. Основная функция гормонов — включать и выключать ферменты, поэтому некоторые белки могут даже регулировать действие других белков. Хотя не все гормоны состоят из белков, многие из них таковы.

Жидкостный и кислотно-щелочной баланс

Правильное потребление белка позволяет основным биологическим процессам организма поддерживать статус-кво в изменяющейся окружающей среде.Баланс жидкости относится к поддержанию распределения воды в организме. Если слишком много воды в крови внезапно попадает в ткань, это приводит к отеку и, возможно, к гибели клеток. Вода всегда течет из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. В результате вода перемещается в области с более высокими концентрациями других растворенных веществ, таких как белки и глюкоза. Чтобы вода равномерно распределялась между кровью и клетками, белки постоянно циркулируют в крови в высоких концентрациях.Самый распространенный белок в крови — это белок в форме бабочки, известный как альбумин. Присутствие альбумина в крови делает концентрацию белка в крови похожей на таковую в клетках. Таким образом, обмен жидкости между кровью и клетками не является экстремальным, а скорее сводится к минимуму, чтобы сохранить статус-кво.

Рисунок 6.11 Белковый альбумин

PDB 1o9x EBI Джавахара Сваминатана и сотрудников MSD из Европейского института биоинформатики / Public Domain Белок в форме бабочки, альбумин, выполняет множество функций в организме, включая поддержание жидкостного и кислотно-щелочного баланса и транспортировку молекул.

Белок также необходим для поддержания правильного баланса pH (мера того, насколько кислым или основным является вещество) в крови. PH крови поддерживается между 7,35 и 7,45, что является слегка щелочным. Даже небольшое изменение pH крови может повлиять на функции организма. Напомним, что кислая среда может вызвать денатурацию белка, что останавливает функционирование белков. В организме есть несколько систем, которые удерживают pH крови в пределах нормы, чтобы этого не происходило. Один из них — циркулирующий альбумин.Альбумин имеет слабую кислотность и, поскольку он отрицательно заряжен, уравновешивает множество положительно заряженных молекул, таких как протоны (H +), кальций, калий и магний, которые также циркулируют в крови. Альбумин действует как буфер против резких изменений концентраций этих молекул, тем самым уравновешивая pH крови и поддерживая статус-кво. Белок гемоглобин также участвует в кислотно-щелочном балансе, связывая и высвобождая протоны.

Транспорт

Альбумин и гемоглобин также играют роль в молекулярном транспорте.Альбумин химически связывается с гормонами, жирными кислотами, некоторыми витаминами, необходимыми минералами и лекарствами и переносит их по кровеносной системе. Каждый эритроцит содержит миллионы молекул гемоглобина, которые связывают кислород в легких и транспортируют его ко всем тканям организма. Плазматическая мембрана клетки обычно не проницаема для больших полярных молекул, поэтому для доставки необходимых питательных веществ и молекул в клетку в клеточной мембране существует множество транспортных белков. Некоторые из этих белков являются каналами, которые позволяют определенным молекулам входить и выходить из клеток.Другие действуют как такси с односторонним движением и требуют энергии для работы.

Защита

Рисунок 6.12 Белки антител

Абаговомаб (моноклональное антитело) по Blake C / CC BY-SA 3.0

Рисунок 6.13 Антигены

Цепи антител от Fred the Oyster / Public Domain

Белок антитела состоит из двух тяжелых цепей и двух легких цепей. Вариабельная область, которая отличается от одного антитела к другому, позволяет антителу распознавать соответствующий ему антиген.

Ранее мы обсуждали, что прочные волокна коллагена в коже обеспечивают ей структуру и поддержку.Плотная сеть коллагеновых волокон кожи также служит преградой для вредных веществ. Функции атаки и разрушения иммунной системы зависят от ферментов и антител, которые также являются белками. Фермент лизоцим выделяется со слюной и атакует стенки бактерий, вызывая их разрыв. Определенные белки, циркулирующие в крови, могут быть направлены на создание молекулярного ножа, который пронзает клеточные мембраны чужеродных захватчиков. Антитела, выделяемые лейкоцитами, исследуют всю систему кровообращения в поисках вредных бактерий и вирусов, которые можно окружить и уничтожить.Антитела также запускают другие факторы иммунной системы для поиска и уничтожения нежелательных злоумышленников.

Заживление ран и регенерация тканей

Белки участвуют во всех аспектах заживления ран, процесса, который проходит в трех фазах: воспалительной, пролиферативной и ремоделирующей. Например, если вы шили и укололи палец иглой, ваша плоть покраснела бы и воспалилась. Через несколько секунд кровотечение прекратится. Процесс заживления начинается с белков, таких как брадикинин, которые расширяют кровеносные сосуды в месте повреждения.Дополнительный белок, называемый фибрином, помогает защитить тромбоциты, которые образуют сгусток, чтобы остановить кровотечение. Затем, в фазе пролиферации, клетки перемещаются и восстанавливают поврежденную ткань, устанавливая новые волокна коллагена. Волокна коллагена помогают сблизить края раны. В фазе ремоделирования откладывается больше коллагена, образуя рубец. Рубцовая ткань только на 80 процентов функциональна, чем нормальная неповрежденная ткань. Если в диете недостаточно белка, процесс заживления ран заметно замедляется.

В то время как заживление ран происходит только после получения травмы, в организме продолжается другой процесс, называемый регенерацией тканей. Основное различие между заживлением ран и регенерацией тканей заключается в процессе восстановления точной структурной и функциональной копии утраченной ткани. Таким образом, старая умирающая ткань заменяется не рубцовой тканью, а совершенно новой, полностью функциональной тканью. Некоторые клетки (например, клетки кожи, волос, ногтей и кишечника) имеют очень высокую скорость регенерации, в то время как другие (например, клетки сердечной мышцы и нервные клетки) не регенерируют на каких-либо заметных уровнях.Регенерация тканей — это создание новых клеток (деление клеток), для чего требуется множество различных белков, включая ферменты, синтезирующие РНК и белки, транспортные белки, гормоны и коллаген. В волосяном фолликуле клетки делятся, и волосы растут в длину. Рост волос в среднем составляет 1 сантиметр в месяц, а ногтей — около 1 сантиметра каждые сто дней. Клетки, выстилающие кишечник, восстанавливаются каждые три-пять дней. Неадекватные белковые диеты ухудшают регенерацию тканей, вызывая множество проблем со здоровьем, включая нарушение переваривания и усвоения питательных веществ и, что наиболее заметно, роста волос и ногтей.

Производство энергии

Некоторые аминокислоты в белках можно разобрать и использовать для производства энергии (Рисунок 6.14 «Аминокислоты, используемые для получения энергии»). Только около 10 процентов пищевых белков катаболизируются каждый день для производства клеточной энергии. Печень способна расщеплять аминокислоты до углеродного скелета, которые затем могут быть включены в цикл лимонной кислоты. Это похоже на то, как глюкоза используется для производства АТФ. Если диета человека не содержит достаточного количества углеводов и жиров, его организм будет использовать больше аминокислот для производства энергии, что ставит под угрозу синтез новых белков и разрушает мышечные белки.Кроме того, если в рационе человека содержится больше белка, чем необходимо организму, лишние аминокислоты расщепляются и превращаются в жир.

Рисунок 6.14 Аминокислоты, используемые для производства энергии

Изображение Эллисон Калабрезе / CC BY 4.0

5 Роли белка | Здоровое питание

Стефани Брукшер Обновлено 12 декабря 2018 г.

Белок можно найти в животных источниках, таких как мясо и молочные продукты, или в растительных источниках, таких как бобы, орехи и семена.По данным Министерства сельского хозяйства США, от 10 до 35 процентов потребляемых калорий должно поступать из белков. Каждая клетка вашего тела содержит белок, поэтому удовлетворение потребности в белке имеет важное значение для вашего здоровья.

Строительные ткани и мышцы

Белок необходим для построения и восстановления тканей организма. Если вы не получаете достаточного количества белка с пищей, это может привести к истощению мышц и другим симптомам. Такие упражнения, как силовые тренировки, вызывают микротрещины в мышцах, и когда ваше тело восстанавливает эти разрывы, они заставляют мышцы увеличиваться.Белок необходим для иммунного ответа, который помогает залечить крошечные мышечные разрывы. Однако потребление дополнительного белка не поможет вашему телу нарастить лишние мышцы.

Производство гормонов

Гормоны — это химические вещества, вырабатываемые железами в одной части тела, которые помогают координировать деятельность и взаимодействовать с другими областями. Белковые гормоны связываются с рецепторами на клеточной мембране вместо того, чтобы напрямую проникать в клетку. Гормональные белки, такие как инсулин и окситоцин, играют жизненно важную роль, например, контролируют концентрацию сахара в крови и стимулируют схватки во время родов.Гормоны также могут активировать рост мышц, увеличивая синтез белка или уменьшая его распад.

Ферменты

Ферменты — это белки, которые связываются с молекулами для ускорения химических реакций. Они играют роль во многих действиях, таких как сокращение и расслабление мышц, а также передача нервных импульсов. Амилаза и липаза — это ферменты, которые помогают переваривать углеводы и жиры. Фермент АТФаза экспортирует клеточные токсины и необходим для расщепления аденозинтрифосфата или АТФ, который высвобождает энергию.

Иммунная функция

Антитела — это специализированные белковые конфигурации, которые обеспечивают специфическую иммунную защиту от захватчиков. Они вырабатываются организмом после воздействия на него определенных антигенов, таких как бактерии, вирусы и грибки. Белки комплемента поддерживают иммунную систему как вторую линию защиты. Они могут создавать отверстия в стенках бактерий, способствовать воспалению, которое воздействует на макрофаги, которые уничтожают вторгшиеся организмы, и прикрепляются к инородным веществам.

Энергия

Белок расщепляется на аминокислоты во время пищеварения и обеспечивает четыре калории на грамм.Включая протеин в пищу, вы можете чувствовать себя более насыщенным и дольше сохранять сытость. Хотя белок можно использовать в качестве источника энергии, основным источником энергии для организма являются углеводы. Диета с нежирными белками, такими как бобы и рыба, сложными углеводами, такими как цельнозерновые и овощи, и полезными жирами, такими как оливковое масло и авокадо, — лучший способ снабдить ваше тело энергией.

Белок: источники, дефицит и потребности

Белок — важная часть любой диеты.Количество белка, необходимое человеку, зависит от его возраста и пола.

Белок является частью каждой клетки тела. Он помогает организму строить и восстанавливать клетки и ткани. Белок является основным компонентом кожи, мышц, костей, органов, волос и ногтей.

По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), большинство людей в Соединенных Штатах получают достаточно белка из своего рациона для удовлетворения своих потребностей.

В этой статье рассматривается белок, его функции, источники и количество белка, необходимое разным группам людей каждый день.

Белок — один из трех макроэлементов, которые необходимы организму в больших количествах. Другие макроэлементы — это жиры и углеводы.

Белок состоит из длинных цепочек аминокислот. Всего 20 аминокислот. Определенный порядок аминокислот определяет структуру и функцию каждого белка.

20 аминокислот, которые организм использует для создания белка:

• аланин
• аргинин
• аспарагин
• аспарагиновая кислота
• цистеин
• глутаминовая кислота
• глютамин

1 гистицин

1 глютамин

1 лейцин

• лизин
• метионин
• фенилаланин
• пролин
• серин
• треонин
• триптофан
• тирозин
• девяти валин

диета.

Белки могут быть полными или неполными. Полноценные белки — это белки, содержащие все незаменимые аминокислоты. Продукты животного происхождения, соя и киноа являются полноценными белками.

Неполные белки — это белки, не содержащие всех незаменимых аминокислот. Большинство растительных продуктов содержат неполные белки, включая бобы, орехи и злаки.

Люди могут комбинировать неполные источники белка, чтобы приготовить еду, которая содержит все незаменимые аминокислоты. Примеры включают рис и бобы или арахисовое масло на цельнозерновом хлебе.

Что делает белок в организме?

Белок присутствует в каждой клетке организма, и его адекватное потребление важно для поддержания здоровья мышц, костей и тканей.

Белок играет роль во многих телесных процессах, включая:

• свертывание крови
• баланс жидкости
• ответы иммунной системы
• зрение
• гормоны
• ферменты

Белок важен для роста и развития, особенно во время
детство, юность и беременность.

Для получения дополнительных научно обоснованных ресурсов по питанию посетите наш специализированный центр.

Согласно Руководству по питанию для американцев на 2015–2020 гг., Здоровый режим питания включает в себя разнообразные продукты, содержащие белок. И животные, и растительные продукты могут быть отличными источниками белка.

В рекомендациях следующие продукты классифицируются как белковые:

• морепродукты
• нежирное мясо и птица
• яйца
• бобовые, в том числе бобы и горох
• орехи
• семена
• соевые продукты

такие как молоко, сыр и йогурт, также содержат белок.Цельнозерновые и овощи содержат некоторое количество белка, но обычно меньше, чем другие источники.

Продукты животного происхождения, как правило, содержат больше белка, чем продукты растительного происхождения, поэтому людям, придерживающимся вегетарианской или веганской диеты, может потребоваться спланировать свое питание, чтобы обеспечить удовлетворение своих потребностей в белке.

Прочтите здесь о растительных источниках белка.

FDA сообщает, что люди могут определить, содержит ли пищевой продукт большое или низкое содержание белка, по этикетке.

Продукты, обеспечивающие 5% или менее дневной нормы человека, считаются продуктами с низким содержанием белка.

Продукты с содержанием белка 20% или более считаются продуктами с высоким содержанием белка.

Человеку не нужно употреблять продукты, содержащие все незаменимые аминокислоты, при каждом приеме пищи, потому что его организм может использовать аминокислоты из недавних приемов пищи для образования полноценного белка. Употребление разнообразных белковых продуктов в течение дня — лучший способ удовлетворить свои ежедневные потребности в белке.

Прочтите здесь о некоторых полезных для здоровья продуктах с высоким содержанием белка.

FDA рекомендует взрослым потреблять 50 граммов (г) белка в день в рамках диеты на 2000 калорий.Суточная норма человека может быть выше или ниже в зависимости от количества потребляемых калорий.

Рекомендации по питанию для американцев на 2015–2020 годы содержат следующие рекомендуемые суточные количества (RDA) белка по полу и возрастным группам:

На количество белка, необходимое человеку, могут влиять многие факторы, включая уровень активности, вес, рост и беременны ли они.

Другие переменные включают долю аминокислот, доступных в определенных белковых продуктах, и усвояемость отдельных аминокислот.

Министерство сельского хозяйства США предоставляет калькулятор, чтобы помочь людям определить, сколько белка и других питательных веществ им нужно.

Белок и калории

Белок — это источник калорий. Как правило, белки и углеводы содержат 4 калории на грамм. Жиры содержат 9 калорий на грамм.

В соответствии с рекомендациями по питанию для американцев от 10 до 35% дневной нормы калорий взрослого человека должно поступать из белков. Для детей это 10–30%.

Большинство людей в США удовлетворяют свои ежедневные потребности в белке.В среднем мужчины получают 16,3% калорий из белков, а женщины — 15,8%.

Некоторые диеты рекомендуют употреблять больше белка, чтобы похудеть.

Aa 2015 обзор показывает, что соблюдение определенного типа высокобелковой диеты может способствовать снижению веса, но исследователям необходимо провести дополнительные исследования, чтобы установить, как эффективно применять такую ​​диету.

Увеличивая потребление белка, важно убедиться, что в рационе все еще содержится достаточное количество клетчатки, такой как фрукты, овощи и цельнозерновые продукты.

Замена обработанных пищевых продуктов и источников нездоровых жиров или сахара в рационе белком может способствовать здоровому питанию.

Прежде чем вносить существенные изменения в свой рацион, человеку рекомендуется поговорить со своим врачом о лучших стратегиях и советах.

О диетах с высоким содержанием белка читайте здесь.

Дефицит белка из-за низкого потребления белка с пищей необычен для США

Однако нехватка белка в других странах вызывает серьезную озабоченность, особенно у детей.Дефицит белка может привести к недоеданию, например квашиоркору и маразму, которые могут быть опасными для жизни.

Дефицит белка может возникнуть, если у человека есть состояние здоровья, в том числе:

Очень низкое потребление белка может привести к:

• слабому мышечному тонусу
• отеку или отеку из-за задержки жидкости
• тонким, ломким волосам
• коже поражения
• у взрослых, потеря мышечной массы
• у детей, дефицит роста
• дисбаланс гормонов

Протеиновые коктейли и протеиновые порошки содержат большое количество протеина.Протеиновые порошки могут содержать 10–30 г белка на мерную ложку. Они также могут содержать добавленный сахар, ароматизаторы, витамины и минералы.

Белок в протеиновых коктейлях или порошках может поступать из:

• растений, таких как горох или соевые бобы
• молоко, такое как казеин или сывороточный белок
• яйца

Для наращивания и восстановления мышц необходим белок. Многие спортсмены и бодибилдеры используют белковые продукты для ускорения роста мышц.

В настоящее время доступен широкий спектр протеиновых добавок, многие утверждают, что они способствуют снижению веса и увеличению мышечной массы и силы.

В обзоре 2018 года сообщается, что прием белковых добавок значительно улучшает размер и силу мышц у здоровых взрослых, которые выполняют упражнения с отягощениями, такие как поднятие тяжестей.

Однако протеиновые коктейли и порошки считаются диетическими добавками, поэтому они не регулируются Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Это означает, что люди не могут гарантировать, что продукты содержат то, что заявляет производитель.

Некоторые добавки могут также содержать запрещенные или вредные для здоровья вещества, такие как тяжелые металлы или пестициды.

Многие белковые продукты содержат много добавленного сахара и калорий, что может привести к скачкам сахара в крови и увеличению веса, поэтому важно проверять этикетки.

Большинство людей, включая спортсменов, могут получать достаточное количество белка из сбалансированной диеты без добавок. Постоянный прием слишком большого количества белка может вызвать серьезные проблемы со здоровьем.

Некоторым людям может быть полезно использовать протеиновый порошок для решения проблем со здоровьем, в том числе тех, у кого:

• снижение аппетита, которое может возникнуть в результате пожилого возраста или лечения рака
• рана, которая плохо заживает, поскольку белок может помочь восстановление организма и замена клеток
• заболевание, такое как серьезный ожог, требующее дополнительных калорий и белка

Для большинства людей разнообразная и здоровая диета обеспечит достаточным количеством белка.Для максимальной пользы для здоровья люди могут получать белок из различных источников. К ним относятся рыба, мясо, соя, бобы, тофу, орехи и семена.

Вот несколько советов по добавлению большего количества белка в рацион:

• Замените обычные закуски закусками с высоким содержанием белка, такими как орехи, жареный нут и арахисовое масло.
• Добавляйте фасоль и горох в супы, гарниры или салаты. Из них также получаются отличные основные блюда.
• Включайте один продукт с высоким содержанием белка в каждый прием пищи.
• Замените источник углеводов источником белка, например замените утром кусок тоста на яйцо.
• Прежде чем добавлять протеиновые батончики в рацион, проверьте этикетки, так как они могут содержать большое количество сахара.

Чтобы ограничить потребление жиров при увеличении потребления белка, выбирайте нежирное мясо, птицу и молочные продукты или обрезайте жир перед едой. Попробуйте использовать методы приготовления, при которых не добавляется лишний жир, например приготовление на гриле.

Избегайте обработанного мяса и других обработанных пищевых продуктов, так как они могут иметь негативные последствия для здоровья.По возможности выбирайте продукты, богатые питательными веществами, а не обработанные.

Белок — важная часть любой диеты. FDA рекомендует взрослым потреблять 50 граммов (г) белка в день в рамках диеты, состоящей из 2000 калорий, хотя конкретные потребности человека зависят от его возраста, пола, уровня активности и других факторов.

Большинство людей в США удовлетворяют свои ежедневные потребности в белке. Если человек хочет увеличить потребление белка, он может сделать это, включив в каждый прием пищи здоровую пищу с высоким содержанием белка.

Q:

Опасно ли использование протеиновых коктейлей и сывороточного протеина в диете для похудения?

A:

Протеиновые коктейли и сывороточный белок приемлемы для включения в план здоровой диеты для похудания, если общее дневное потребление белка не превышает постоянно рекомендуемую дневную норму белка, и пока человек заменяет другие источники калорий белками, а не просто добавляет в свой день дополнительные калории.

Сильно превышение потребности в белке может нанести вред здоровью человека, включая повреждение почек и обезвоживание.

Katherine Marengo LDN, RD Ответы отражают мнение наших медицинских экспертов. Весь контент носит исключительно информационный характер и не может рассматриваться как медицинский совет.

Функции белков — Питание: наука и повседневное применение

Белки являются «рабочими лошадками» организма и участвуют во многих функциях организма. Как мы уже обсуждали, белки бывают всех размеров и форм, и каждый из них специально структурирован для выполнения своей конкретной функции. На этой странице описаны некоторые важные функции белков.Читая их, имейте в виду, что для синтеза всех этих различных белков требуется адекватное количество аминокислот. Как вы понимаете, диета с дефицитом белка и незаменимых аминокислот может нарушить многие функции организма. (Подробнее об этом позже в разделе.)

Рисунок 6.9. Примеры белков с разными функциями, размерами и формами.

Основные типы и функции белков приведены в таблице ниже, а в последующих разделах этой страницы приводится более подробная информация о каждом из них.

Типы и функции белков
Тип	Примеры	Функции
Структура	Актин, миозин, коллаген, эластин, кератин	Придает тканям (кости, сухожилия, связки, хрящи, кожу, мышцы) прочность и структуру
Ферменты	Амилаза, липаза, пепсин, лактаза	Переваривать макроэлементы в более мелкие мономеры, которые могут абсорбироваться; выполняет шаги в метаболических путях, чтобы обеспечить усвоение питательных веществ
Гормоны	Инсулин, глюкагон, тироксин	Посланники химических веществ, которые перемещаются в крови и координируют процессы в организме
Гидравлический и кислотно-щелочной баланс	Альбумин, гемоглобин	Поддерживает соответствующий баланс жидкости и pH в различных отделах тела
Транспорт	Гемоглобин, альбумин, белковых каналов, белки-носители	Переносить вещества по телу в крови или лимфе; помочь молекулам пересечь клеточные мембраны
Оборона	Коллаген, лизоцим, антитела	Защитите организм от инородных патогенов

Таблица 6.2. Типы и функции белков

Структура

В организме человека было обнаружено более ста различных структурных белков, но наиболее распространенным является коллаген , что составляет около 6 процентов от общей массы тела. Коллаген составляет 30 процентов костной ткани и включает большое количество сухожилий, связок, хрящей, кожи и мышц. Коллаген — это прочный волокнистый белок, состоящий в основном из аминокислот глицина и пролина.В его четвертичной структуре три белковых нити скручиваются друг с другом, как веревка, а затем эти коллагеновые нити накладываются друг на друга.

Рисунок 6.10. Тройная спиральная структура коллагена

Эта высокоупорядоченная структура даже прочнее, чем стальные волокна того же размера. Коллаген делает кости крепкими, но гибкими. Волокна коллагена в дерме кожи придают ей структуру, а сопутствующие белковые фибриллы эластин делают ее гибкой.Зажмите кожу на руке и отпустите; белки коллагена и эластина в коже позволяют ей вернуться к своей первоначальной форме. Гладкомышечные клетки, которые выделяют белки коллагена и эластина, окружают кровеносные сосуды, придавая им структуру и способность растягиваться назад после того, как через них прокачивается кровь. Другой сильный волокнистый белок — это кератин , важный компонент кожи, волос и ногтей.

Ферменты

Ферменты — это белки, которые проводят определенные химические реакции.Задача фермента — обеспечить место для химической реакции и снизить количество энергии и время, необходимое для того, чтобы эта химическая реакция произошла (это известно как «катализ»). В среднем каждую секунду в клетках происходит более 100 химических реакций, и для большинства из них требуются ферменты. Одна только печень содержит более 1000 ферментных систем. Ферменты специфичны и будут использовать только определенные субстраты, которые подходят их активному сайту, подобно тому, как замок может быть открыт только с помощью определенного ключа.К счастью, фермент может снова и снова выполнять свою роль катализатора, хотя в конечном итоге он разрушается и восстанавливается. Все функции организма, включая расщепление питательных веществ в желудке и тонком кишечнике, преобразование питательных веществ в молекулы, которые клетка может использовать, и построение всех макромолекул, включая сам белок, включают ферменты.

Рисунок 6.11. Ферменты — это белки. Задача фермента — обеспечивать место для веществ, которые химически реагируют и образуют продукт, а также уменьшают количество энергии и время, необходимое для этого.

ВИДЕО: «Фермент», автор kosasihiskandarsjah, YouTube (15 апреля 2008 г.), 0:47 мин. Это видео демонстрирует действие ферментов.

Гормоны

Белки отвечают за синтез гормонов. Гормоны — это химические посредники, вырабатываемые железами внутренней секреции. Когда эндокринная железа стимулируется, она выделяет гормон. Затем гормон транспортируется с кровью к своей клетке-мишени, где он передает сообщение, чтобы инициировать определенную реакцию или клеточный процесс.Например, после еды уровень глюкозы в крови повышается. В ответ на повышение уровня глюкозы в крови поджелудочная железа выделяет гормон инсулин. Инсулин сообщает клеткам организма, что глюкоза доступна и может забирать ее из крови и хранить или использовать для производства энергии или создания макромолекул. Основная функция гормонов — включать и выключать ферменты, поэтому некоторые белки могут даже регулировать действие других белков. Хотя не все гормоны состоят из белков, многие из них таковы.

Жидкостный и кислотно-щелочной баланс

Достаточное потребление белка позволяет основным биологическим процессам организма поддерживать гомеостаз (постоянные или стабильные условия) в изменяющейся окружающей среде. Одним из аспектов этого является баланс жидкости, позволяющий правильно распределять воду в различных отделах тела. Если слишком много воды внезапно переходит из крови в ткань, это приводит к отеку и, возможно, к гибели клеток. Вода всегда течет из области высокой концентрации в область низкой концентрации.В результате вода перемещается в области с более высокими концентрациями других растворенных веществ, таких как белки и глюкоза. Чтобы вода равномерно распределялась между кровью и клетками, белки постоянно циркулируют в крови в высоких концентрациях. Самый распространенный белок в крови — это белок в форме бабочки, известный как альбумин . Присутствие альбумина в крови делает концентрацию белка в крови похожей на таковую в клетках. Таким образом, обмен жидкости между кровью и клетками не является чрезмерным, а, скорее, сведен к минимуму для сохранения гомеостаза.

Рисунок 6.12. Белок в форме бабочки, альбумин, выполняет множество функций в организме, включая поддержание жидкостного и кислотно-щелочного баланса, а также транспортировку молекул.

Белок также необходим для поддержания правильного баланса pH (мера того, насколько кислым или основным является вещество) в крови. PH крови поддерживается между 7,35 и 7,45, что является слегка щелочным. Даже небольшое изменение pH крови может повлиять на функции организма. В организме есть несколько систем, которые удерживают pH крови в пределах нормы, чтобы этого не происходило.Один из них — циркулирующий альбумин. Альбумин имеет слабую кислоту, и, поскольку он отрицательно заряжен, он уравновешивает множество положительно заряженных молекул, циркулирующих в крови, таких как протоны водорода (H ⁺ ), кальций, калий и магний. Альбумин действует как буфер против резких изменений концентраций этих молекул, тем самым уравновешивая pH крови и поддерживая гомеостаз. Белок гемоглобин также участвует в кислотно-щелочном балансе, связывая протоны водорода.

Транспорт

Белки также играют жизненно важную роль в транспортировке веществ по телу.Например, альбумин химически связывается с гормонами, жирными кислотами, некоторыми витаминами, необходимыми минералами и лекарствами и переносит их по кровеносной системе. Каждый эритроцит содержит миллионы молекул гемоглобина, которые связывают кислород в легких и транспортируют его ко всем тканям организма. Плазматическая мембрана клетки обычно не проницаема для больших полярных молекул, поэтому для доставки необходимых питательных веществ и молекул в клетку многие транспортные белки существуют в клеточной мембране. Некоторые из этих белков являются каналами, которые позволяют определенным молекулам входить и выходить из клеток.Другие действуют как такси с односторонним движением и требуют энергии для работы.

Рисунок 6.13. Молекулы входят в клетки и выходят из них посредством транспортных белков, которые являются каналами или переносчиками.

ВИДЕО: «Натрий-калиевый насос», RicochetScience, YouTube (23 мая 2016 г.), 2:26 мин. В этом руководстве описывается, как натрий-калиевый насос использует активный транспорт для перемещения ионов натрия (Na +) из клетки и ионов калия (K +) в клетку.

Иммунитет

Белки также играют важную роль в иммунной системе организма. Сильные волокна коллагена в коже обеспечивают ей структуру и поддержку, но они также служат преградой для вредных веществ. Функции атаки и разрушения иммунной системы зависят от ферментов и антител, которые также являются белками. Например, фермент под названием лизоцим секретируется в слюне и атакует стенки бактерий, вызывая их разрыв.Определенные белки, циркулирующие в крови, могут быть направлены на создание молекулярного ножа, который пронзает клеточные мембраны чужеродных захватчиков. Антитела , , , , секретируемые лейкоцитами, исследуют всю систему кровообращения в поисках вредоносных бактерий и вирусов, которые можно окружить и уничтожить. Антитела также запускают другие факторы иммунной системы для поиска и уничтожения нежелательных злоумышленников.

ВИДЕО: «Специфический иммунитет, антитела», Carpe Noctum, YouTube (11 декабря 2007 г.), 1 минута.Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как антитела защищают от посторонних вторжений.

Производство энергии

Некоторые аминокислоты в белках можно разобрать и использовать для производства энергии. Только около 10 процентов пищевых белков катаболизируются каждый день для производства клеточной энергии. Печень способна расщеплять аминокислоты до углеродного скелета, которые затем могут быть включены в лимонную кислоту или цикл Кребса. Это похоже на то, как глюкоза используется для производства АТФ.Если диета человека не содержит достаточного количества углеводов и жиров, его организм будет использовать больше аминокислот для производства энергии, что может поставить под угрозу синтез новых белков и разрушить мышечные белки, если потребление калорий также будет низким.

Не только аминокислоты могут использоваться напрямую для получения энергии, но они также могут использоваться для синтеза глюкозы посредством глюконеогенеза. В качестве альтернативы, если человек придерживается диеты с высоким содержанием белка и потребляет больше калорий, чем необходимо его организму, лишние аминокислоты расщепляются и превращаются в жир. В отличие от углеводов и жиров, белок не имеет специальной системы хранения, которую можно было бы использовать в дальнейшем для получения энергии.

.