Белки: сколько содержится в организме, в каких продуктах

Белки относятся к высокомолекулярным органическим соединениям натурального происхождения. Проще говоря, это цепочка из аминокислот, образованная пептидной связью, которая лежит в основе построения всех белковых «кирпичиков». Это служит сырьем для создания живой материи.

Список выполняемых белками функций обширный и ниже перечислен только ряд из них:

• структурная;
• энергетическая;
• защитная;
• питательная;
• гормональная.

Важнейшая и незаменимая роль аминокислот сводится к регуляции химических процессов в живых организмах – ферментативная (каталитическая) «опция». Работа нервной системы человека, способность организма к росту и размножению, протекание метаболизма – все это и многое другое непосредственным образом связано с этими элементами.

Исходя из структуры, выделяют несколько форм – простую и сложную. Содержание остатков аминокислот разное – к примеру, у инсулина всего 51, тогда как миоглобин насчитывает уже 140. Это обусловлено высокими показателями молекулярной массы – в пределах от 5-10 тысяч до 1-3 млн дальтон.

Общее количество белков от всей массы человека составляет 17% и из них:

• кожа – 10%;
• хрящи и кости – 20%;
• мышечные волокна – 50%.

Небольшой экскурс в историю

Изучением протеиновых соединений человечество занялось с приходом XVIII столетия. Французский химик Антуан Франсуа при поддержке группы ученых занялся исследованием альбумина, фибрина и глютена. В результате сделанных выводов соединениям решено присвоить отдельную категорию. Мульдер в 1836 году предложил свое видение строения протеина, взяв за основу теорию радикалов. Спустя 2 года соединение стало называться так, как сегодня – протеин.

На период последнего квартала XIX века произошло сенсационное событие, к которому приложил руку немецкий ученый Альбрехт Коссель. Он сделал вывод, что в основе всей конструкции лежат своего рода «строительные кирпичики», а конкретно аминокислоты. В начале XX столетия его теория подтвердилась немецким химиком Эмилем Фишером.

Еще одно открытие сделано Джеймсом Самнером. В своих исследованиях он пришел к выводу, что синтезируемый в организме фермент уреаза – это не что иное, как белок. Это также стало сенсацией и дало понять, насколько велика роль протеинов в жизнедеятельности человека. Усилиями английского биохимика Фреда Сенгера в результате проводимых экспериментов выведена последовательная цепочка инсулина. Это еще раз доказывает компетентность мнения касательно линейной последовательности аминокислот.

В 60-х годах XX века на основе такого явления, как дифракция рентгеновского излучения, удалось получить представление о пространственной организации белков атомарного уровня. Процесс исследования протеинов не останавливался и продолжается в настоящее время.

Строение молекул белка

В качестве основного «строительного материала» белка используются аминокислоты, куда входят аминогруппы (NH₂) и карбоксил (СООН). Иногда присутствуют азотоводородные соединения с включением ионов углерода. Количество и локализация элемента придает пептидам специфические свойства. При этом положение углерода в отношении аминогруппы обознается приставками с греческими буквами α- (альфа), β- (бета), γ- (гамма).

В качестве «кирпичиков» для построения белка фигурируют α-аминокислоты, так как только они в ходе удлинения полипептидной связи делают фрагменты устойчивее и прочнее. Подобных соединений всего 2 (за исключением глицина):

• L – элементы этой группы входят в состав белков, которые синтезируются в животных и растительных клетках.
• D – часть пептидов, получаемых в результате нерибосомного синтеза внутри низших грибов и ряда бактерий.

Места скрепления «строительных элементов» белка именуются как полипептидная связь. Это соединение двух частей аминокислот, а именно карбоксильной группы (СООН) одной с аминогруппой (NH2) другой. Короткие цепочки – это пептиды массой в пределах 3 400-10 000 дальтон, а длинные – полипептиды. Соединения насчитывают от 100 до 400 остатков аминокислот, в некоторых случаях их численность составляет 1 000 или 1 500.

Благодаря внутримолекулярной связи формируются особые структуры в разных плоскостях. На научном языке это зовется конформацией. Всего существует 4 варианта организаций белковых соединений:

1. первичная – крепкая линейная цепочка белковых молекул;
2. вторичная – упорядоченная цепочка в виде складок или спирали;
3. третичная – спиральная цепь складывается в клубок;
4. четвертичная – несколько цепочек формируют единую конформацию.

Что касается формы белковых соединений, то они делятся на 3 группы:

• Фибриллярные. Это нитевидные молекулы, соединяемые между собой с помощью поперечных связей. Образуются длинные, слоистые и прочные волокна. Эти белки играют защитную и структурную роль. Яркий пример – кератины и коллагены.
• Глобулярные. Здесь молекулы представлены одной или несколькими полипептидными цепочками, которые свернуты в плотную шаровидную конструкцию (глобулы). В эту категорию попадают ферменты, эритроциты, иммуноглобулины, гормоны.
• Мембранные. Эти белки являются частью наружного слоя клеток или органелл. В данную группу попадает примерно 25% из всех видов. По сути, это «органы контроля» по пропуску нужных молекул и сигналов.

На текущий момент известен широкий ассортимент белковых соединений по количеству остатков аминокислот, конформации и порядку их локализации. Чтобы поддерживать человеческий организм в здоровом состоянии достаточно 20 видов α-аминокислот и конкретно L типа. Это также способствует и нормализации внутренних процессов. Однако 8 разновидностей из этого ряда не синтезируются внутри организма.

Химические и физические свойства

Состав любого белка, а также его пространственная ориентация наделяют их определенными физико-химическими качествами. По своей природе протеины относятся к классу твердых частиц, но их местонахождение в дисперсной среде обозначено как заряженные частицы. Отчасти это из-за наличия полярной, а также ионной группы (–NH2, –SH, –COOH, –OH). На заряд молекул влияет концентрация карбоксил (-СООН) и аминных остатков (NH), включая водородный показатель (рН).

Что характерно, в животных белках самое высокое содержание дикарбоновых аминокислот (а именно аспарагиновая, глютаминовая), из-за чего они обретают отрицательный заряд при попадании в водную среду (анионная форма). В других белках присутствует большая концентрация диаминокарбоновой кислоты ввиду того, что являются катионами в растворах. Частички с одинаковым зарядом отталкиваются, и за счет этого обеспечивается устойчивое соединение в жидкой среде.

Показатели pH влияют на количественное соотношение ионизированных групп. В кислотных растворах молекулы заряжены положительно (катионы) в силу подавления распада карбоксилов. Щелочная среда приводит к замедлению диссоциации аминной группы, поэтому заряд уже отрицательный (анионы).

В отсутствие электрического заряда (изоэлектрическая точка) наблюдается агрегация белков, а после их выпадение в осадок. У многих соединений данный показатель находится в зоне слабокислой среды, но у других белков завышены именно щелочные качества. У многих соединений данный показатель pH находится в зоне слабокислой среды, но у других белков завышены именно щелочные качества. То есть к сворачиванию большинства белков приводит кислый раствор и только малой части – щелочной.

Электронейтральное состояние белков в растворах негативно сказывается на устойчивости, а потому они сворачиваются под воздействием высокой температуры. Если добавить кислоту либо щелочь к белковому осадку, молекулы перезаряжаются и соединение растворяется. Однако сохранение свойств белков возможно только при определенных водородных показателях. Разрушение связей, удерживающих структуру, заканчивается изменением формы молекулы в хаотичное «переплетение» (денатурация).

Причины явления кроются в разных факторах:

• сильный нагрев;
• ультрафиолетовое излучение;
• механическое воздействие (встряхивание);
• соединение с белковыми осадителями.

Из-за денатурации навсегда утрачивается биологическая активность вместе со свойствами. Реакция гидролиза используется для выявления наличия белков, которые окрашиваются в разные цвета:

• сиреневый – сульфат меди + щелочь;
• желтый – нагрев протеинов в азотной кислоте;
• малиновый – в ходе взаимодействия с реактивом Миллона.

Категории протеинов по важности

Роль высокомолекулярных веществ в организме трудно оспорить, поскольку они в совокупности выполняют важные функции для жизнедеятельности человека. Ведь именно с помощью аминокислот происходит выработка ферментов, гормонов, гемоглобина и антител. Белки создаются непрерывно, однако в случае отсутствия хотя бы одного незаменимого белка, синтез приостанавливался. Это является нарушением и приводит к разным последствиям – от расстройства пищеварения и замедления роста до психоэмоциональной неустойчивости.

Многие белки рождаются внутри печени, тогда как остальная часть обязательно должна присутствовать в ежедневном рационе. Поэтому классификацию протеинов принято разделять на три категории – незаменимые, полузаменимые, заменимые.

Незаменимые белки

Аминокислоты этой категории не способны синтезироваться внутри человеческого организма, но они точно нужны для его жизнедеятельности. По этой причине незаменимые белки должны поступать вместе с продуктами на регулярной основе. Без такой «строительной единицы» невозможно синтезировать нужный белок, а на фоне его недостатка развиваются нежелательные последствия:

• задержка роста (нанизм);
• дисфункция щитовидной железы;
• ухудшение работы почек;
• вегетативное расстройство;
• деменция;
• потеря мышечной массы;
• Фенилкетонурия (ФКУ);
• нарушение моторики;
• снижение иммунитета;
• уменьшение содержания гемоглобина.

Среди всего многообразия можно выделить важные соединения, которые имеют высокую ценность. В особенности они приносят пользу многим спортсменам.

У любителей активного спорта нехватка белка и других незаменимых элементов грозит снижением результатов. Также растет риск получения травм.

Валин

Элемент протеина с разветвленной боковой цепочкой. Белок выполняет не только энергетическую функцию, его присутствие способствует восстановлению тканей после повреждения. Также с его участием проходит азотистый обмен, нормализуется содержание глюкозы в крови. Это необходимый элемент для нормализации обмена веществ в мышечных волокнах и развития умственной способности. Валин в связке с лейцином и изолейцином успешно практикуется для лечения печени и головного мозга, которые пострадали из-за интоксикации организма вследствие приема большой дозировки лекарств, алкоголя, наркотических средств.

Лейцин, изолейцин

Эффективное средство по снижению концентрации глюкозы в кровяном русле. Аминокислоты обеспечивают защиту мышечным тканям, способствуют сжиганию жира, а также участвуют в восстановлении кожного покрова, костей. Еще это хорошие катализаторы в синтезе соматотропина (гормон роста) и его присутствие важно для «производства» гемоглобина.

Подобно валину эти белки также служат источниками в процессах энергообеспечения мышечной деятельности. Особенно в этом возникает необходимость в период изнуряющих тренировок для сохранения выносливости организма.

Треонин

Аминокислота сводит к минимуму развитие жирового гепатоза. С участием белка синтезируется коллаген, эластан, создается зубная эмаль. Кроме того, повышается иммунная система, а также снижается риск развития ОРВИ. Треонин локализован в скелетной мышечной ткани, сердце, ЦНС для поддержки нормальной работы.

Метионин

Аминокислота способствует улучшению пищеварения, в его присутствии проходит переработка жировых тканей. Белок выполняет защитную функцию против ионизирующего излучения. Обеспечивает поддержку в синтезе таурина и цистеина для обезвреживания и вывода из организма токсических соединений. Также метионин снижает проявление токсикоза женского организма при вынашивании ребенка. Людям, страдающим аллергическими реакциями, содержание аминокислоты снижает концентрацию гистамина в клетках.

Триптофан

В организме человека белок синтезируется в ниацин. Триптофан является источником для создания серотонина (гормон счастья), отчего улучшается настроение, режим сна приходит в норму, губительное воздействие никотина уменьшается. Наличие этого протеина побуждает выработке гормона роста.

Лизин

Аминокислота является частью любого белка и понижает концентрацию молекул жиров в крови. Способствует выработке ферментов, антител, гормонов, альбуминов, включая образование коллагеновых волокон и поддержку азотистого обмена. Также можно выделить и другую пользу лизина:

• нормализация эрекции и либидо;
• улучшение кратковременной памяти;
• увеличение густоты волосяного покрова;
• усвоение кальция;
• регенерация поврежденных элементов тканей и клеток;
• создание костных структур.

Аминокислота позволяет сохранить сердце здоровым, минимизировать риски развития атеросклероза, в том числе и полового герпеса и остеопороза. Союз лизина и витамина C исключает закупорку кровеносных сосудов, что обычно обусловлено синтезом липопротеинов и вызывает сердечно-сосудистые заболевания.

Фенилаланин

В список достоинств аминокислоты входит подавление аппетита, снижение болевого порога, улучшение памяти и настроения. Внутри организма Фенилаланин превращается в тирозин, а эта аминокислота нужна для создания допамина и норэпинефрина.

Преодоление гематоэнцефалического барьера позволяет использовать белок в лечении неврологических патологий. В числе плюсов эффективное использование против витилиго, шизофрении, болезни Паркинсона.

Полузаменимые белки

Аминокислоты этой группы могут синтезироваться в организме, однако необходима их частичное поступление с пищей. Любой из видов «полузаменимой» категории играет специфическую роль. Эти белки могут только своим присутствием заменить метионин и фенилаланин.

Аргинин

Входит в список важных белков для человеческого организма, обладающий заживляющим эффектом для быстрого восстановления поврежденных тканей. Вдобавок белок понижает концентрацию холестерина, а также он нужен, чтобы поддерживать здоровое состояние кожного покрова, мышечной ткани, суставов, печени. Способствует увеличению выработке Т-лимфоцитов для укрепления иммунитета. Препятствует проникновению патогенных микроорганизмов и улучшает наполнение сосудов кровью. Среди других плюсов:

• дезинтоксикация печени;
• снижение кровяного давления;
• повышение «мужской силы»;
• новообразования замедляются в росте.

Аргинин выступает в качестве профилактики тромбозов, а также является активным участником азотистого обмена и образования другой аминокислоты – креатина. Не только помогает решить проблемы с лишним весом, но и при необходимости способствует набору мышечной массы. Локализован в семенной секреции, гемоглобине и внутри клеток соединительной ткани кожи.

Недостаточное поступление белка вызывает сахарный диабет, гипертонию, мужское бесплодие, вплоть до задержки полового созревания и иммунодефицита. Аргинин можно найти в молочных и мясных продуктах, зерновых культурах (пшеница, овес) сое, шоколаде, желатине, кокосе, грецких орехах и арахисе.

Гистидин

Является кирпичиком для выработки ферментов и постройки любой ткани в организме. Участник обмена центрального отдела с периферийным окружением. Необходим для выработки желудочного сока. Другая функция направлена на предупреждение развития аллергии, включая аутоиммунные процессы. Дефицит гистидина приводит к тугоухости и ревматоидному артриту. Восполнить потерю белка можно употреблением мясных деликатесов, молочных продуктов, блюд из риса, пшеницы.

Тирозин

Данный белок ответственную роль в организме человека:

• стимулирует самостоятельную выработку нейромедиаторов;
• следит за правильной работой всех внутренних процессов;
• уменьшает болезненность в предменструальный период;
• помогает держать аппетит под контролем.

Тирозин – это антидепрессант натурального происхождения, приносит пользу в случае зависимости от кофеина и веществ наркотической природы. Из аминокислоты синтезируются дофамин, тироксин, эпинефрин, гормоны щитовидной железы. При этом тирозин способен прийти на частичную замену фенилаланину.

Недостаток белка приводит к нарушению метаболизма, снижению артериального давления, а также повышает утомляемость. Натуральными источниками тирозина служат соевые бобы, семена тыквы, рыба, овсянка, авокадо, арахис, миндаль.

Цистин

В медицине данная аминокислота эффективна против кашля курильщика и бронхита, что обычно часто бывает у людей с вредными привычками. Также она показана к применению при септическом шоке, наличии раковых новообразований. Цистин не позволяет развалиться третичной структуре белков и выступает в качестве сильного антиоксиданта. Обеспечивает защиту клеткам от ионизирующего и рентгеновского излучения. Благодаря аминокислоте происходит связывание токсичных металлов и свободных радикалов. Также это исходный компонент для иммуноглобулина, соматостатина, инсулина.

Цистин восполняется употреблением натуральных источников – мяса, яиц, чеснока, красного перца, брокколи, лука.

Заменимые белки

Белки данного класса отличаются тем, что организм самостоятельно их синтезирует в том количестве, которого достаточно для нормальной работы внутренних систем и органов.

Аланин

В организме это ценный энергетический источник по выведению токсинов из печени. Под его влиянием процесс превращения глюкозы по циклу аланина (из моносахарида в пируват, потом аланин, далее снова пируват и опять моносахарид) проходит быстрее. Это не дает разрушаться мышечным волокнам. Как раз на фоне этих процессов пополняются запасы энергии, что увеличивает срок жизни клеток. Лишний азот выводится по мочеиспускательному каналу.

С участием аминокислоты вырабатываются антитела, происходит липидный обмен кислот и сахаров, повышается иммунная система. Недостаток аланина можно восполнить молочными и мясными продуктами, птицей, рыбой, яйцами, авокадо.

Глицин

С использованием белка в организме строятся «мышечные блоки», синтезируются гормоны, растет выработка креатина, а также из глюкозы получается энергия. 30% коллагена – это глицин. В отсутствие белка поврежденные ткани не способны восстанавливаться. Определенное количество белка присутствует в бобах, сыре, мясе, рыбе, молоке.

Карнитин

Данный белок в организме бывает двух типов – D и L. Пользу приносит как L-карнитин, который занимается транспортировкой жирных кислот в митохондрии для переработки. Также соединение принимает участие в утилизации липидов, замедлении синтеза молекул жира в подкожно-жировой клетчатке.

Аминокислота синтезируется внутри печени и почек из глутамина. Также могут быть другие источники – метионин, железо, лизин, витамины С, B6. Но низкое содержание любого из них приводит к недостатку L-карнитина.

В результате деятельности белка в теле человека усиливается действие витаминов группы Е и С, сердечная мышца не нагружается, уменьшаются лишние жировые отложения, понижается концентрация холестерина в крови, что позволяет избежать сужения сосудов бляшками. Хоть карнитин не входит в группу незаменимых белков, его поступление на регулярной основе помогает свести к минимуму риск развития сердечных заболеваний. Плюс к этому есть шанс рассчитывать на активное долголетие.

Концентрация карнитина снижается с годами, а потому людям преклонного возраста необходимо включать белок в меню. В частности употреблять в пищу молочные продукты, желтки яиц, тыкву, семена кунжута, птицу.

Аспарагин и аспарагиновая кислота

Обе разновидности могут самостоятельно синтезироваться в организме. В дальнейшем из аспарагина синтезируется аммиак, а из кислоты – аргинин, лизин, изолейцин, включая аденозинтрифосфат (источник энергии). Кроме того, роль последней заключается в поддержке выработки нейромедиатора и никотинамидадениндинуклеотидов.

Для пополнения запасов белка полезно обратить внимание на говядину, птицу, спаржу, молочные продукты, сыворотку. Также присмотреться к сахарному тростнику, картофелю, яйцам. Орехи тоже будут полезны.

Глутамин

Повышает содержание ГАМК, принимает участие в выработке лимфоцитов. Помимо этого, обеспечивается поддержка мышечного тонуса, белок способствует развитию концентрации внимания. Медикаменты на основе L-глютамина показаны любителям бодибилдинга во избежание разрушения мышц. Глутамин выступает транспортером азота во внутренние органы, выводит аммиак, увеличивает запасы гликогена.

Врачи назначают прием аминокислоты людям с ревматоидным артритом, больным язвенной болезнью, пациентам, страдающим алкоголизмом, с эректильной дисфункцией и при выявлении склеродермии. Глутамин помогает снять хроническую усталость и улучшить настрой. Больше всего белка содержится в шпинате и петрушке.

Глутаминовая кислота

Глутаминовая кислота – это аминокислотный нейромедиатор головного и спинного мозга. В частности осуществляет транспортировку калия сквозь гематоэнцефалическое препятствие в ликвор. Кислоте отводится главная роль в жировом обмене. Необходимость в дополнительном поступлении возникает в определенных ситуациях:

• эпилепсия;
• депрессия;
• ранняя седина (у лиц младше 30);
• неврологические заболевания.

Содержание глутаминовой кислоты можно поддерживать в норме включением в рацион морепродуктов, помидор, грибов, сухофруктов, грецких орехов, сыра, йогурта.

Пролин

При участии данного белка стимулируется выработка коллагена, формируется хрящевая ткань и заживление проходит быстрее. Натуральные источники найдутся в мясных продуктах, яйцах, молоке. Для вегетарианцев предусмотрены специальные пищевые добавки с содержанием пролина.

Серин

Это важная аминокислота, выполняющая разные функции:

• Держит под контролем концентрацию кортизола в мышцах.
• Помогает синтезироваться антителам, иммуноглобулину, серотонину.
• Способствует поглощению креатина.
• Участник жирового обмена.
• Нормализует функциональность ЦНС.

Необходимое количество серина можно взять из цветной капусты или брокколи. Также белок присутствует в молоке и кумысе, говядине и птице, орехах и арахисе, соевых бобах, пшенице, яйцах.

Классификация по происхождению

Исходя из этого фактора, белки разделяются на несколько классов и каждый из них достоин более детального рассмотрения. Но стоит сразу упомянуть, что при необходимости сбросить лишний вес, а также нарастить мышечную массу с упором на рельеф желательно использовать комплексный набор протеинов. Пиковая концентрация достигается практически мгновенно.

Яичный

В сравнении с другими соединениями это эталон, в отношении которого делается оценка в силу высокой усвояемости (9 грамм за час). В основу желтка помимо альбумина входят другие вещества:

• овомукоид;
• овомуцин;
• лизоцин;
• овоглобулин;
• коальбумин;
• авидин.

Людям с расстройством пищеварения противопоказан прием употребление сырых яиц. В таком продукте содержится ингибитор трипсина, который замедляет процесс переваривания. Вдобавок авидин присоединяет витамин Н – такую формацию организм не усваивает и вывод за свои пределы.

Недаром диетологи советуют употреблять только готовый куриный продукт, прошедший термическую обработку. В результате из биотин-авидиновый комплекса отделяется нутриент для разрушения ингибитора трипсина. К минусам яичного белка можно отнести высокую стоимость и аллергенность.

Растительный

Протеины по отдельности являются неполноценными, но все вместе это уже полноценный комплекс. В особенности ценится сочетание бобовых культур с зерновыми. Главным источник – это соевые продукты, которые предотвращают остеопороз. При их употреблении в организм поступают полезные микроэлементы:

• витамины группы В и Е;
• фосфор;
• железо;
• калий;
• цинк.

Соевый протеин понижает холестерин и вероятность появления злокачественных грудных опухолей, а также показан к применению для лечения аденомы предстательной железы. Рекомендован его прием в случае непереносимости молочных продуктов. Специальные добавки делаются из компонентов сои – изолята (90%), концентрата (70%), муки (50%). Скорость усвоения – 4 грамма за 60 минут.

Из недостатков стоит выделить эстрогенную активность, из-за чего мужчинам противопоказан прием аминокислоты в большом количестве. Иначе наступает репродуктивная дисфункция. Другой минус – содержание трипсина, из-за чего замедляется пищеварение. Растения с включением фитоэстрогена:

• лен;
• солодка;
• хмель;
• красный клевер;
• люцерна;
• красный виноград.

Растительным протеином богаты:

• фрукты – гранат, яблоки;
• овощи – морковь, капуста;
• бобовые культуры – соя, люцерна, чечевица;
• злаки – рис, овес, пшеница, ячмень, семена льна;
• алкогольные напитки – пиво, бурбон.

Гороховый белок находит широкое применение в спортивном питании. В нем большая концентрация аргинина, глутамина, лизина, а также присутствует комплекс BCAA (лейцин, изолейцин, валин). Соединение горохового белка с рисовым входит в меню любителей сыроедения, вегетарианцев, атлетов.

Мясной

Отсутствуют жиры, на 85% состоит из белка. При этом из них 35% – это аминокислоты. Обладает высокой абсорбцией.

Рыбный

Врачи рекомендуют к приему обычным людям. Спортсменам необходимо быть осторожнее и не закрывать суточную норму. Распад изолята на аминокислоты длится намного дольше, нежели казеина.

Молочная сыворотка

Белки данной группы расщепляются с высокой скоростью – от 10 до 12 грамм за час. После употребления продуктов из молочной сыворотки только за первый час возрастает концентрация аминокислот и пептидов, причем резко. Это никоим образом не отражается на способности желудка вырабатывать сок. Газообразование исключается, следовательно, пищеварение проходит в нормальном режиме. Мышечная оболочка желудка по включению незаменимых протеинов сходна с сывороточными белками.

Среди достоинств можно выделить регулировку содержание холестерина в сторону уменьшения, вместе с этим увеличивает концентрацию глутатиона. Весомое преимущество – доступная цена в сравнении с остальными аминокислотами. Основной минус – это быстрое поглощение, из-за чего такой белок необходимо принимать как до, так и после тренировок.

Основной источник белка – это молочная сыворотка, из которой делается сычужный сыр. Протеин делится на несколько видов:

• концентрат;
• изолят;
• гидролизат;
• казеин.

В составе концентрата присутствуют жиры и лактоза, из-за чего вызывается метеоризм. Количество белка – 35-70%.

При получении изолята используются разные технологии очистки от ненужных примесей, включая лактозу. Это позволяет добиться высоких показателей концентрации – 95%. К сожалению, некоторые производители за сывороточный протеин выдают сочетание изолята, концентрата и гидролизата. Единственный компонент, который должен присутствовать – изолят.

Гидролизат – это набор свободных аминокислот, которые подвергаются гидролизу, для лучшего поглощения организмом.

Попав в желудок казеин принимает вид сгустка, а такая форма расщепляется очень долго – не более 4-6 г/ч. Именно поэтому детские смеси включают в состав данный фосфопротеид для стабильного и равномерного насыщения организма. Слишком быстрая подача органики грозит различными отклонениями у детей.

Белки в мышечной деятельности (кратко)

В сравнении с сывороточным белком казеин поглощается организмом медленнее. Содержание протеина растет со временем, а его пиковый показатель держится 7 часов. Сывороточное соединение отличается высокой скоростью всасывания, за счет чего максимальный выброс длится лишь 30 минут. По это причине его прием желателен до тренировок и сразу после их завершения, чтобы избежать распада мышечного белка.

Среди всех претендентов яичный вид занимает промежуточное звено. При его приеме специалисты советуют добавить сывороточный изолят, аминокислотный скор. Смесь из 3 белков позволяет насытить кровяное русло после завершения физических упражнений. Вместе с этим поддерживается максимальная доза по завершении тренировок. При этом минусы каждого белка нивелируются на фоне выделение их преимуществ. Сам яичный белок имеет максимальную совместимость с соевым протеином.

Функциональность

В человеческой жизнедеятельности протеины занимают далеко не последнее место. Сочетание белковых соединений и триглицеридов выступают в качестве строительного материала для клеточных мембран. При союзе с углеводами вырабатывается секреция. В перечень функций белка входит:

• Защитная – чтобы уберечь организм от вредоносного воздействия биологических ядов, бактерий, вирусов запускается синтез антител. Также благодаря свертыванию фибриногена формируется сгусток, который закупоривает рану. Это исключает кровопотери.
• Каталитическая – все биологические катализаторы имеют белковую природу.
• Транспортная – специальная разновидность аминокислот соединяется с молекулами жира, гормонов и витаминами для транспортировки в места назначения.
• Питательная – в организме матери присутствуют резерв в виде казеина, альбумина, служащие источниками питания для развития плода.
• Гормональная – большая часть активных веществ это тоже протеины.
• Строительная – Кератин – это структурная единица для волос, из коллагена создается соединительная ткань, эластин – основа стенок кровеносных сосудов. Цитоскелетом создает каркас для клеток и органоидов.
• Двигательная – с помощью мускульных частиц мышечные волокна могут сокращаться и расслабляться. Моторная группа обеспечивает транспортировку внутри клеток, а также отвечает за движения микроорганизмов (реснички и жгутики), включая перемещение лейкоцитов.
• Сигнальная – выполняется белками-гормонами, факторами роста, цитокинами для передачи сигналов и информации.
• Рецепторная – часть молекулы способна принимать сигналы в виде химического вещества, света, механических воздействий и т. д. Остальная половина реагирует путем изменения конформации. У одних рецепторов это ионные каналы, другие способны катализировать химическую реакцию, а третьи связывают молекулы «посредников» внутри клеток.

Это далеко не весь список выполняемых белками функций, но выше приведены наиболее значимые из них. Вдобавок белки играют важную роль в развитии и размножении организма, из них получается неплохой резервный энергетический источник и плюс к этому – развивают мышление.

Этапы производства белков

Протеины рождаются в результате сложного многостадийного процесса с участием рибосом. Каждая цепочка аминокислот регламентируется последовательностью нуклеотидов в гене, которая кодирует конкретный протеин. Так как ДНК локализована в ядерных клетках, а производство белков проходит в цитоплазме, кодовая информация к рибосомам передается с помощью посредника иРНК (информационная РНК).

Весь процесс биосинтеза белка состоит из нескольких этапов:

• Транскрипция. Процесс перезаписи данных с ДНК на иРНК. Изначально определяется специфическая цепочка нуклеотидов ДНК.
• Рекогниция. Подготовительный этап, который сводится к формированию ковалентной связи между т-РНК и аминокислотой.
• Инициация. Частица иРНК с кодом нужного белка соединяется с субъединицей рибосомы и аминокислотой, которая прикреплена к молекуле т-РНК.
• Элонгация. Транспортные РНК переносят структурные единицы в рибосому для создания полноценной полипептидной цепочки.
• Терминация. Триплет иРНК сигнализирует о завершении построения цепи, после чего готовый белок покидает рибосому.
• Процессинг. Происходит самопроизвольное свертывание полипептида, принимая необходимую пространственную форму. Также протеин проходит процессы химической модификации – фосфорилирование, тирозинирование, гидроксилирование, гликозилировани.

У новых белков на концах есть фрагменты, выполняющие сигнальную функцию для направления аминокислот в область воздействия.

Трансформация протеинов находится под контролем генов-операторов, а в комплексе со структурными генами формируется функциональная группа оперон. Данная система находится под контролем регуляторных генов через субстанцию, которая синтезируется по мере необходимости. При взаимодействии вещества с оператором блокируются контролирующий ген, и оперон прекращает работу. Специальные биологические индукторы посылают сигналы для возобновления функциональности.

Белковый обмен

Обмен веществ подразумевает прохождение разных биохимических реакций для синтеза цепочек аминокислот и распада белков на мелкие составляющие. Все это в совокупности отражает роль белков в организме – расщепление, переваривание, усвоение пищи. Ключевая фигура в белковом метаболизме – это печень. Когда орган больше не принимает участия в процессах, это грозит летальным исходом спустя неделю.

Алгоритм метаболизма:

• Дезаминирование аминокислот – белковые излишки трансформируются в углеводы и жиры с образованием аммиака. Большинство реакций происходит внутри печени (90%) или почках. Метаболизм валина, лейцина, изолейцина проходит в мышечных волокнах.
• Синтез мочевины – выделившийся на фоне реакции дезаминирования аммиак ядовит для организма человека. Под воздействием ферментов печени из токсичного соединения образуется мочевая кислота. Далее мочевина направляется к почкам и оттуда выводится наружу с мочой. Остатки без азота превращаются в глюкозу, при распаде которой выделяется энергия.
• Трансформация заменимых аминокислот – реакции в печени дают начало формирования заменимых и условно-незаменимых белков для восполнения понесенных потерь.
• Образование белков плазмы – большинство белков, кроме глобулина, синтезируется в печени. Переваривание протеинов сопровождается воздействием протеаз, что позволяет продуктам распада свободно проникать в кровь сквозь стенку кишечника.

Белки начинают распадаться в желудке из-за воздействия желудочного сока (pH 1,5-2) с пепсином. Данный фермент ускоряет реакцию гидролиза амидной связи аминокислот. В дальнейшем процесс переваривания переносится в двенадцатиперстную и тощую кишку, куда поступает пищеварительный сок с проферментами. Слизистая кишечника выделяет энтеропептидазу для активации гидролиза. Итогом процессов становится распад белков на свободные аминокислоты (95-97%), которые поглощаются в тонкой кишке. Когда протеаз не хватает или в случае их малой активности белок не усваивается и направляется в толстый кишечник, где начинается процедура гниения.

Суточная норма в белках

Белковая недостаточность

Аминокислоты играют роль «строителей» клеток, тканей, органов. При их участии регулируется метаболизм, а также синтез других протеинов, гормонов, ферментов. Дефицит белка сопровождается нарушением работы систем и организма в целом. Нехватка аминокислот проявляется следующими симптомами:

• понижение мышечного тонуса – гипотония, дистрофия;
• уменьшение работоспособности;
• кожно-жировая складка становится тоньше;
• резкая потеря массы тела;
• нервно-психическая и физическая утомляемость;
• отечность в скрытой форме (впоследствии отеки становятся явными);
• дискомфортное ощущение холода;
• потеря эластичности кожного покрова;
• плохое состояние волосяного покрова;
• снижение или отсутствие аппетита;
• слишком медленное заживление поврежденных тканей;
• регулярное чувство голода или жажды;
• когнитивные расстройства;
• недобор веса (в основном у детей).

Стоит учитывать, что дефицит белков в легкой форме не всегда сопровождается проявлениями либо признаки имеют скрытую природу. Тем не менее, недостаточность ослабляет клеточную иммунную систему и вместе с этим повышает уязвимость к инфекционным возбудителям.

Из-за недостатка аминокислот у людей развиваются респираторные заболевания, патологические процессы с образованием злокачественных и доброкачественных опухолей. Под ударом также могут оказаться органы мочеполовой и дыхательной системы. Затяжная недостаточность грозит проявлениями в более тяжелой форме с серьезными последствиями:

• замедляется пульс (брадикардия);
• неправильный синтез ферментов приводит к плохому усвоению белка;
• сердечная недостаточность;
• малокровие;
• нарушение имплантации эмбриона;
• гипофизарный нанизм (преимущественно у новорожденных);
• нарушается работа эндокринных желез;
• гормональный дисбаланс;
• иммунодефицит;
• обострение воспалений;
• нарушается ритм дыхания.

Белковая недостаточность оказывает сильное влияние на организм ребенка. Дети не только отстают в росте, нарушается построение костной структуры. Также наблюдается задержка умственного развития. Недостаток аминокислот проявляется в двух формах:

• Белково-энергетическая недостаточность.
• Белково-калорийная недостаточность.

Энергетическая недостаточность проявляется атрофией мышечных тканей, включая подкожную жировую клетчатку. Масса тела замедляется либо останавливается, как и рост ребенка. Отеки зачастую отсутствуют.

При калорийной недостаточности у детей изначально замечаются признаки апатии, вялости, раздражительности. В дальнейшем проявляется мышечная гипотония, низкорослость, жировая болезнь печени, снижение тургора тканей. Вместе с этим наблюдается появление отечности, гиперпигментация или шелушение кожи в отдельных зонах, волосы становятся тоньше. Нередки признаки рвоты, диареи, анорексии. Тяжелая форма сопровождается расстройством сознания вплоть до летального исхода.

Кроме того, дети и взрослые рискуют столкнуться со смешанными формами белковой недостаточности.

Причины дефицита белка

Возможные причины недостатка белков в организме:

• рост количества протеина в моче (протеинурия);
• дисбаланс режима питания;
• наследственное нарушение обмена веществ (редкий случай);
• алкоголизм вкупе с наркоманией;
• кровотечения;
• сильные ожоги;
• развитие заболеваний инфекционного характера;
• плохое усвоение белка;
• белок в печени не синтезируется вследствие патологий в хронической форме.

При легкой и умеренной форме белкового дефицита нужно решить проблему путем подбора оптимальной дозы белков, беря в расчет массу тела. Врачи обычно назначаю прием поливитаминного комплекса. В отсутствии зубного ряда или нескольких единиц, а также детям и при нарушении аппетита помогает жидкая смесь. Если причина вызвана диареей, подойдет йогурт, но прочие молочные продукты запрещены, поскольку организм не сможет переработать лактозу.

Лечение тяжелой стадии требует нахождение больного в условиях стационара в силу необходимости лабораторных исследований. Для постановки точного диагноза исследуется пептид Интерлейкин-2 либо C-реактивный белок. Пациентам также нужно сдать анализы для выявления степени дисфункции.

В лечении упор делается на контроль диеты, нормализацию водно-солевого баланса, ликвидацию инфекционных заболеваний, а также насыщение организма макронутриентами (белки, жиры, углеводы) и микронутриентами (витамины с минералами). В некоторых случаях назначается зондовое либо парентеральное (внутривенное) питание с использованием концентрированных смесей. Дозировка назначаемых витаминов в 2 раза превышает обычный суточный рацион.

В случае затрудненной постановки диагноза, а также больным с анорексией прописываются лекарства, стимулирующие аппетит. Для набора мышечной массы разрешен прием анаболических препаратов, но под наблюдением специалиста. У взрослых баланс протеинов восстанавливается долго – минимум полгода. У детей этот период занимает от 3 до 4 месяцев.

Избыточное содержание белка

Употребление продуктов с большим количеством белка, превышающего дневную норму также чревато негативными последствиями для организма, как и недостаток. К симптомам относятся:

• затрудненное дыхание;
• снижение аппетита;
• повышенная степень нервной возбудимости;
• обильные менструации;
• ожирение;
• развитие сердечно-сосудистых патологий;
• преобладание гнилостных процессов в толстой кишке.

В случае небольшого отклонения приема протеина в рационе в большую сторону не оказывает вредного воздействия на организм. Избыточное содержание уходит на выделение энергии. Однако для этого нужна нагрузка, а если она отсутствует, происходит трансформация белка в мочевину и глюкозу, а они должны выводиться почками. Суточное потребление не должно превышать 1,7 грамм на 1 кг массы тела.

В противном случае избыток создает в организме кислую среду, отчего теряется кальций. Стоит также учесть, что протеины животного происхождения включают пурины. При нарушении метаболизма происходит отложение кристаллов урата в суставах, а это предвестники подагры.

Случаев передозировок бывают крайне редко, ведь на текущий момент необходимых аминокислот не всегда бывает достаточно.

Ответы на вопросы

Многие люди интересуются своим организмом и в частности рождаются разные вопросы касательно аминокислот. Какими преимуществами обладают растительные и животные белки? Какой вид протеина лучше усваивает организм? Есть ли полезные советы по приему соединений? Какое количество можно употребить за раз без вреда?

Плюсы и минусы белков растительного и животного происхождения

Именно в животных источниках содержатся необходимые незаменимые аминокислоты. К недостаткам относится риск избыточной концентрации, которая раза в 2 или 3 больше суточного приема. Также высока вероятность интоксикации продуктами распада в силу наличия вредных составляющих. При злоупотреблении есть риск вымывания кальция из костных тканей, а печень может подвергаться высоким нагрузкам.

Растительные аналоги организм легче усваивает, и они не включают вредных соединений. Но минусы тоже имеются. Многие продукты, за исключением сои, сочетаются с жирами (семена), в состав входят незаменимые аминокислоты, но с неполным набором.

Чему легче усваиваться

Лидирующую позицию занимает яичный протеин с показателем усвоения 95–100%. За ним идет молочное и сырное соединение с результатом в 85–95%. Следом мясной белок с рыбным: 80% и 92% соответственно. Усвоение соевого в пределах 60–80%. Нижняя планка протеина зерновых культур немного отстает – от 50 до 80 процентов. Белок бобовых усваивается только на 40–60%.

Правильное применение

Совет специалистов:

• Следить за покрытием суточной дозы.
• В рационе должны присутствовать разные комбинации.
• Воздерживаться от употребления ужина с большим количеством белка.
• Совмещать аминокислоты животных белков с растительными в целях улучшения усвоения.
• Спортсменов перед высокими нагрузками принять концентрированный протеиновый коктейль. После тренировок стоит восполнить углеводы и аминокислоты, чтобы восстановить мышцы. В этом помогает пищевая добавка гейнер.
• Доля животного протеина не должна превышать 50% от суточного рациона.
• Не превышать суточную дозировку в длительном периоде.

Ежедневно следует пить не менее 1,5-2 литра воды, чтобы не допустить обезвоживания организма. К спортсменам немного другие требования – минимум 3 литра.

Единоразовая дозировка

Размер дозы белка, которую способен усвоить организм человека за один прием – 200 и более грамм. Часть аминокислот уйдет на анаболические реакции, а другая отложится на запас в виде гликогена. С увеличением порций растет время переваривания, хотя соединение усвоится полностью. Однако чрезмерность ничем хорошим для организма не заканчивается.

Заключение

Из белковых молекул рождаются клетки, формируются ткани, внутренние органы – все без исключения. Соединения выполняют важные для жизнедеятельности организма функции, а также способствуют всасыванию минералов, жиров и прочих нужных микроэлементов. Регулярное поступление необходимого количества белков в организм укрепляет иммунную систему и сохраняет здоровье.

">

Медицинский редактор

Матвеева Татьяна Викторовна

Опытный медицинский редактор и практикующий врач с более чем 25-летним стажем. Эксперт в создании высококачественного медицинского контента, обладает глубокими знаниями в сфере медицины и здравоохранения. Специализируется на современных тенденциях и инновациях в медицинской области.