Организм любого человека нуждается в белке, который участвует в формировании клеток, помогает усваивать витамины и минералы, обеспечивает нормальный уровень гемоглобина и иммунную защиту. Вещество не способно накапливаться, и для поддержания его баланса нужно регулярно употреблять в пищу продукты, богатые белком. При отсутствии в рационе его достаточного количества, организм начинает давать сбои.
Пластическая функция
Белки – главный строительный материал клеток нашего организма. Они составляют значительную часть от общей массы всех тканей и органов и нуждаются в постоянном обновлении. Все необходимые нам белки мы получаем с пищей и преобразуем в собственные белки нашего организма.
Приблизительно за полгода белки нашего тела полностью заменяются. Средняя суточная потеря белков в норме составляет приблизительно 40-80 г. Норма потребления белка в сутки зависит от возраста, пола, образа жизни и состояния здоровья человека.
Сколько нужно потреблять в день?
Здоровый рацион, содержащий сбалансированное количество питательных веществ, сам по себе дает достаточное количество белка без каких-либо добавок. Рекомендованная суточная норма, которую следует потреблять ежедневно, зависит от здоровья и возраста человека. Тем не менее 2—3 порций пищи, богатой протеином, достаточно, чтобы удовлетворить потребность в белке многих взрослых людей. К примеру, одно яйцо, 30 граммов сыра или одна тарелка вареных бобов составляют одну порцию. Для детей и пожилых людей потребность в белке растет с увеличением их возраста.
Чтобы рассчитать количество белка, нужное человеку в сутки, можно воспользоваться следующей формулой: 0.75 грамм белка умножьте на килограмм веса (для женщин) и 0.84 грамм белка на килограмм веса (для мужчин). В некоторых случаях, например при беременности, в период лактации или занятиях силовыми тренировками потребность в белке возрастает.
Регуляторная функция
Гормоны – вещества, которые регулируют рост, развитие и дифференцировку различных органов и тканей, определяют физическое, половое и умственное развитие.
Гормоны играют первостепенную роль в процессах адаптации человека к условиям внешней среды.
Многие гормоны являются веществами белковой природы. Например, инсулин – гормон поджелудочной железы – регулирует углеводный обмен. Под воздействием инсулина происходит уменьшение концентрации глюкозы в крови и превращение глюкозы в гликоген в печени и мышцах.
Белковой структурой обладают также гормоны, вырабатываемые гипофизом – железой внутренней секреции, которая связана с одним из отделов головного мозга. Гипофиз является своеобразным «командным пунктом» для регуляции деятельности всех желез внутренней секреции.
Что такое аминокислоты?
Белки состоят из многочисленных цепей аминокислот. Именно поэтому аминокислоты зачастую называют «фундаментными блоками» всей жизни. И основное зачем нужны белки в питании человека — это давать организму все необходимые аминокислоты. Переваривание или разложение белка выделяет большое разнообразие аминокислот, которые могут применяться нашим организмом для роста, развития и регенерации.
Виды аминокислот
Аминокислоты можно отнести к трем разным группам:
- Незаменимые аминокислоты: человеческий организм совершенно неспособен синтезировать эти аминокислоты. Поэтому их необходимо получать из пищи. Этих аминокислот девять: гистидин, изолейцин, лейцин, лицин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.
- Заменимые аминокислоты: эти аминокислоты организм в состоянии произвести самостоятельно, либо переваривая белки, либо из других аминокислот. Аланины, аспарагин, аспагариновая кислота, глутаминовая кислота — примеры заменимых аминокислот.
- Условно незаменимые аминокислоты: эти аминокислоты оказываются незаменимыми при определенных заболеваниях. К ним относятся аргинин, цистеин, глутамин, глицин, орнитин, серин, пролин и тирозин.
Сигнальная функция
Все рецепторы наших органов чувств имеют белковую структуру. Восприятие всей информации из окружающей среды, дальнейшая ее передача по центральной нервной системе и ответная реакция организма на любой раздражитель невозможны без определенных веществ, имеющих белковую природу.
Например, эндорфины являются необходимым звеном реакции на стресс, так как обладают обезболивающим действием, помогают организму адаптироваться в стрессовой ситуации, улучшают память и процесс обучаемости.
Внешние признаки нарушения белкового обмена
- волосы, ногти и кожа не относятся к числу жизненно важных органов, однако почти целиком состоят из белка; получают они его по остаточному принципу. Так что хрупкие волосы, расслаивающиеся ногти, дряблая кожа – это признак недостатка белка;
- при нехватке белка происходит замедление обмен веществ. Белковые структуры – ферменты и гормоны – являются незаменимыми участниками всех протекающих в организме химических процессов. И при их недостатке увеличивается количество жира, и наоборот, теряется мышечная масса в организме;
- простудные заболевания. В случае недостатка белка организм человека не в состоянии полностью укомплектовать иммунную систему, потому как в своем составе она содержит состоящие из белка компоненты.
Защитная функция
Наш организм постоянно подвергается агрессивному влиянию окружающей среды, в том числе в результате вторжения различных инфекционных агентов (бактерий, грибков, вирусов). Генетически в нашем организме заложена возможность бороться с инфекцией и осуществляется она в том числе с помощью белков.
Защитные функции белков можно разделить на три вида.
Механическая защита (барьерная функция)
В нашем организме существуют органы и системы, которые формируют так называемые биологические барьеры (например, кожа, слизистая оболочка, склера, выстилка пищеварительной и дыхательной систем – все, что контактирует с внешней средой).
Клеточная стенка всех этих органов и систем имеет белковую структуру. Кроме того, клеточная стенка содержит рецепторы, которые определяют то, какие вещества должны попасть внутрь клетки.
Защитной функцией обладают белки крови, например, фибриноген и тромбин. Они обеспечивают процесс свертывания и тем самым предохраняют организм от потери крови при повреждении сосудистой стенки.
Химическая защита
В организме человека белки способны связываться с различными ядами и токсинами, переводя их в неактивное состояние и тем самым способствуя их успешному выведению.
Иммунная защита
За эту функцию отвечают иммуноглобулины (или антитела). Они обладают способностью распознавать чужеродные клетки (проникающие в организм бактерии, вирусы, или клетки самого организма, переродившиеся в раковые), а также чужеродные для организма белки, и прочно связываться с ними.
Кроме того, белок необходим для построения клеток иммунной системы, которые распознают, маркируют и уничтожают чужеродный объект.
Узнайте подробнее о важности белка в организме человека.
Что такое белок?
Белок – это большая группа сложных химических соединений. Видов белка существует очень много и каждый в организме выполняет свои функции. Из белков строятся ткани организма, белки переносят питательные вещества, включают и выключают различные реакции, ускоряют или замедляют те или иные обменные процессы. Без белков само существование нашего организма было бы невозможно.
Структура белков
Белки (полипептиды, протеины) — своего рода биологические полимеры природного происхождения. Они образованы из множества (более 50) молекул альфа-аминокислот, объединенных пептидными связями (-CONH-). В синтезе белков в живых организмах принимают участие всего 20 различных аминокислот, называемых протеиногенными (глицин, лейцин, изолейцин, валин, глютамин, аргинин и т.п.).
Молекулы белков очень сложны, они нередко закручены в пространственные спирали, которые в свою очередь, тоже переплетаются, образуя сложнейшие структуры. Таковы, к примеру, молекулы одного из самых распространенных белков – коллагена – составляющего основу кожи, сухожилий, сосудов, хрящей и т.д. Именно благодаря такой сложной структуре белков кожа, сухожилия и сосуды являются эластичными и упругими.
Зачем белок организму?
Из белковых молекул в организме состоит решительно все — они составляют основу мышечных, нервных волокон, сосудов, кожи, ногтей, зубов, волос, крови и т.д. Белки — это и строительные кирпичики организма, и такие важные для его функционирования вещества как гормоны, ферменты, антитела… Роль белков в существовании живых организмов настолько велика, что Энгельс даже жизнь назвал «способом существования белковых тел».
Организм строит белки сам, но ему требуется большое количество материала для этого – именно поэтому в пище должно быть достаточно белка: это облегчает организму работу, а кроме того, некоторые аминокислоты, называемыми незаменимыми (лейцин, изолейцин, валин, метионин, триптофан и др.) организм не может создать сам, их требуется получать из пищи, а без них синтез белков невозможен.
Функции белков
Чтобы четко и полно ответить на вопрос, зачем белок организму, можно кратко перечислить задачи, выполняемые в нашем организме белками:
- структурная – из белков состоят почти все ткани организма,
- транспортная – белки переносят от одних органов к другим разные вещества,
- двигательная – сократительные волокна мышц тоже состоят из белков,
- защитная – специальные иммунные белки выделяются организмом для защиты от вирусов и бактерий,
- регуляторная – многие гормоны являются белками или содержат в составе белки, например, инсулин,
- сигнальная – особые белки, меняясь под определенным воздействием, запускают те или иные реакции организма (сужение/расширение зрачка и т.п.),
- каталитическая – все процессы в организме протекают с участием специальных белков-ферментов, регулирующих их скорость,
- энергетическая – белки могут окислять с выходом энергии,
- запасающая – белки являются источником питания для некоторых тканей, а также позволяют удерживать ценные для организма вещества.
Уже из этого краткого списка хорошо видно, что функции белков поистине всеобъемлющи, и что белки являются одним из самых важных классов веществ, определяющих само существование организма.
Синтез белков в организме
Как мы уже говорили, наш организм сам синтезирует все необходимые белки. Но для синтеза белков, который обеспечит потребности организма, нужны строительные материалы, которые дают белки из состава пищи. И важнейшими являются 8 незаменимых аминокислот, которые больше неоткуда получить, кроме как из пищи. Поэтому неправильно думать, что, к примеру, вегетарианцам не нужен белок. Белок нужен всем, просто вегетарианцы предпочитают получать его из растительных источников.
А растительные белки в большинстве случаев обладают более низкой пищевой ценностью, чем животные – просто потому, что они имеют другую природу. Из-за этого у них аминокислотный состав, хуже подходящий человеку, а также их труднее усваивать. Но тем не менее, комбинируя растительные белки, можно повысить их ценность и усваиваемость.
Для синтеза белков (который активизируется в периоды восстановления после болезней, травм и спортивных тренировок) нужны все незаменимые аминокислоты, но, к примеру, для роста мышц важнее всего BCAA – лейцин, изолейцин и валин.
А для восстановления суставов и сохранения здоровья кожи очень важен белок коллаген, необходимая скорость синтеза которого обеспечивается в том числе поступлением его вместе с пищей.
Транспортная функция
Некоторые виды белков выполняют транспортную функцию. Они связывают и переносят отдельные молекулы внутрь клетки или даже от органа к органу.
Например, гемоглобин эритроцитов (белок) при прохождении крови через легкие связывает кислород и доставляет его ко всем органам и тканям. Так начинается процесс внутриклеточного окисления, в ходе которого и высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организма.
В плазме крови транспортную функцию осуществляют липопротеины, перенося липиды из печени в другие органы.
В клеточных мембранах присутствуют белки, способные связывать глюкозу, аминокислоты, витамины, гормоны, лекарственные вещества, и обеспечивать их активный перенос внутрь клетки.
Пищевая ценность белков
Количество аминокислот, присутствующее в белке, говорит о его пищевой ценности. Это значение может варьироваться в зависимости от вида белка. К примеру, продукты из сои или мясо содержат все возможные аминокислоты, тогда как протеины из растительных источников зачастую не содержат некоторые виды аминокислот. Поэтому людям, соблюдающим строго вегетарианскую или веганскую диету, следует включать в свою диету продукты, которые содержат разнообразие аминокислот, чтобы не было дефицита.
Функции белка в организме
Находясь в клетках ткани, выполняет множество функций:
- Защитная. Функционирование иммунносистемы — обезвреживание чужеродных веществ. Происходит выработка антител.
- Транспортная. Поставка различных веществ, к примеру, гемоглобина (снабжение кислородом).
- Регуляторная. Поддержание гормонального фона.
- Двигательная. Все виды движения обеспечивают актин и миозин.
- Пластическая. Состояние соединительной ткани контролируется содержанием коллагена.
- Каталитическая. Является катализатором и ускоряет прохождение всех биохимических реакций.
- Сохранение и передача генной информации (молекулы ДНК и РНК).
- Энергетическая. Снабжение всего организма энергией.
Другие обеспечивают дыхание, отвечают за переваривание пищи, регулируют обмен веществ. Светочувствительный белок родопсин ответственный за зрительную функцию.
Кровеносные сосуды содержат эластин, благодаря ему они полноценно работают. Белок фибриноген обеспечивает свертываемость крови.
