Значение белков в жизни животных. Белки и их значение в питании

Белки- высокомолекулярные азотсодержащие биополимеры, состоящие из аминокислот. Выполняют пластическую, энергетическую, каталитическую, гормональную, регуляторную, защитную, транспортную, энергетическую и другие функции.

В состав белков входит 20 основных аминокислот. Из них 9 относятся к незаменимым , т.е. они не образуются в организме человека и должны регулярно и в полном объеме поступать с пищей. К незаменимым аминокислотам относятся: гистидин, лизин, метионин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин. Остальные аминокислоты называются заменимые , т.к. могут синтезироваться в организме человека. Недостаток в пище незаменимых аминокислот приводит к развитию патологических процессов в организме.

Потребность в белке - эволюционно сложившаяся доминанта в питании человека. Белки, в отличие от жиров и углеводов, не накапливаются в резерве и не образуются из других пищевых веществ. Белки должны обеспечивать оптимальный физиологический уровень поступления незаменимых аминокислот. При положительном азотистом балансе в активные периоды роста и развития организма потребность в белке на единицу массы тела выше, чем у взрослого здорового человека.

Усвояемость белка- это показатель, характеризующий долю абсорбированного в организме азота от общего количества, поступившего с пищей.

Биологическая ценность белка- показатель качества белка, характеризующий степень задержки азота и эффективность его утилизации для растущего организма, или для поддержания азотистого равновесия у взрослых.

Качество белка определяется наличием в нем полного набора незаменимых аминокислот в определенном соотношении как между собой, так и с заменимыми аминокислотами. 1 грамм белка при окислении в организме дает 4 ккал.

Перевариваемость белка ферментами ЖКТ- это скорость расщепления белка до отдельных аминокислот. По скорости переваривания белки можно расположить в таком порядке:

1) яичные, рыбные и молочные;

2) мясные;

3) зерновые (хлеб и крупы);

4) бобовых и грибов.

Физиологическая потребность в белке:

Для взрослого населения- 65- 117 г/сутки для мужчин и 58- 87 г/сутки для женщин

Для детей до 1 года- 2,2- 2,9 г/кг массы тела;

Для детей старше года- 36-87г/сутки

Источниками полноценного белка, содержащего полный набор незаменимых аминокислот в количестве, достаточном для биосинтеза белка в организме человека, являются продукты животного происхождения (молоко, молочные продукты, яйца, мясо и мясопродукты, рыба, морепродукты). Белки животного происхождения усваиваются организмом на 93-96%.

В белках растительного происхождения (злаковые, овощи, фрукты) имеется дефицит незаменимых аминокислот. В составе бобовых содержатся ингибиторы протеиназ, что снижает усвоение белка из них. Что касается изолятов и концентратов белков из бобовых, то их аминокислотный состав и усвоение близки к таковому у белка животного происхождения. Белок из продуктов растительного происхождения усваивается организмом на 62-80%. Белок из высших грибов усваивается на уровне 20-40%.

Белки - сложные органические соединения, состоящие из аминокислот (более 80), из которых 22 наиболее распространены в пищевых продуктах. Белки выполняют множество жизненно важных функций в человеческом организме:

• служат материалом для построения клеток, тканей и органов, образования ферментов и большинства гормонов, гемоглобина и других соединений;
• формируют соединения, обеспечивающие иммунитет к инфекциям;
• участвуют в процессе усвоения жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов.

В отличие от жиров и углеводов, белки не накапливаются в резерве и не образуются из других пищевых веществ, являясь незаменимой частью пищи. При недостатке белков возникают серьезнейшие нарушения работы желез внутренней секреции, состава крови, ослабление умственной деятельности, замедление роста и развития детей, снижение сопротивляемости к инфекциям . Как источник энергии белки имеют второстепенное значение, поскольку могут быть заменены жирами и углеводами.

В организме человека белки образуются непрерывно из аминокислот, поступающих с пищей. Выделяют две группы аминокислот:

• незаменимые аминокислоты (лизин, триптофан, метио-нин, лейцин, изолейцин, валин, треонин, фенил-аланин) в организме не синтезируются и должны в обязательном порядке поступать с пищей. Содержатся они в основном в продуктах животного происхождения;
• заменимые аминокислоты (аргинин, цистин, тирозин, алан им и другие), которые синтезируются в организме человека из других аминокислот.

В зависимости от аминокислотного состава выделяют полноценные (содержащие все 8 незаменимых аминокислот) и неполноценные белки. Источником первых являются мясо, рыба, птица, яйца и молочные продукты. Растительная пища содержит в основном неполноценные белки.

При организации питания следует иметь в виду, что из белков животных продуктов в кишечнике всасывается более 90% аминокислот, из растительных - 60-80%.

Наиболее быстро перевариваются белки молочных продуктов и рыбы, затем мяса (говядины быстрее, чем свинины и баранины), далее хлеба и круп, причем быстрее - белки пшеничного хлеба из муки высших сортов и манной крупы. Последнее имеет большое значение для лечебных диет, но не для питания здорового человека.

Рациональное питание подразумевает сочетание животных и растительных продуктов, улучшающее сбалансированность аминокислот . Вреден длительный избыток белка в питании, ведущий к перегрузке печени и почек продуктами его распада, перенапряжению секреторной функции пищеварительного аппарата, усилению гнилостных процессов в кишечнике, накоплению продуктов азотистого обмена со сдвигом кислотно-основного состояния организма в кислую сторону. Поэтому при недостаточности почек и печени, подагре и некоторых других заболеваниях потребление белка ограничивают или даже временно исключают.

Белки относятся к незаменимым веществам, необходимым для жизни, роста и развития организма. Недостаточность белка в организме приводит к развитию алиментарных заболеваний.

Белки используются как пластический материал для построения различных тканей и клеток организма, а также гормонов, ферментов, антител и специфических белков. Белки - необходимый фон для нормального обмена в организме других веществ, в частности витаминов, минеральных солей.

Белки участвуют и в поддержании энергетического баланса организма. Особое значение они имеют в период больших энергетических затрат или в том случае, когда пища содержит недостаточное количество углеводов и жиров. За счет белка восполняется 11 -13% затраченной энергии.

Все белки принято делить на простые (протеины) и сложные (протеиды). Под простыми белками понимают соединения, включающие в свой состав лишь полипептид - ные цепи, под сложными - соединения, в которых наряду с белковой молекулой имеется также небелковая часть, так называемая простетическая группа.

К числу простых белков относятся альбумины, глобулины, глютелины. Альбумины и глобулины составляют основную часть белков сыворотки крови, молока и яичного белка. Глютелины относятся к растительным белкам и характеризуются низким содержанием таких аминокислот, как лизин, метионин и триптофан.

К сложным белкам относятся нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды, простетическую группу которых составляют нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы, фосфорная кислота и др.

Белок составляет основу протоплазмы и ядер клеток, а также межклеточных веществ. Важное значение имеют специфические белки. Например, белок глобин входит в состав гемоглобина эритроцитов и способствует осуществлению дыхательной функции организма. Миозин и актин обеспечивают мышечное сокращение, у-глобулины образуют антитела, которые предохраняют организм от возбудителей инфекционных болезней. Белок, образующий с каротином зрительный пурпур (родопсин) сетчатки глаза, обеспечивает нормальное восприятие света.

Белковая недостаточность часто сочетается с недостаточностью других пищевых веществ, однако ей принадлежит определяющая роль в возникновении алиментарной (пищевой) дистрофии, маразма и квашиоркора. По данным Всемирной организации здравоохранения, половина населения земного шара испытывает хронический белковый голод. Белково-энергетическая недостаточность является распространенным заболеванием для многих стран Азии, Африки и Южной Америки.

Алиментарная дистрофия и маразм развиваются вследствие общей недостаточности всех пищевых веществ - белков, жиров, углеводов и др.

Квашиоркор распространен в африканских странах у детей, переведенных на углеводистое питание с резкой недостаточностью животного белка.

Белковая недостаточность приводит к ряду морфологических изменений и функциональных нарушений в большинстве систем организма. Одним из наиболее ранних проявлений белковой недостаточности является снижение защитных реакций организма. Существенные нарушения возникают в эндокринной системе, нарушается образование в печени холина, следствием чего является жировая инфильтрация печени.

Основными составными частями и структурными компонентами белковой молекулы являются аминокислоты. Биологические свойства белков определяются их аминокислотным составом и усвояемостью. Пищевая ценность белков определяется качественным и количественным соотношением отдельных аминокислот, образующих белок.

Белки пищи в процессе пищеварения распадаются на аминокислоты, которые, поступая из кишечника в кровь и далее в ткани, используются для синтеза белка организма.

Из 80 известных аминокислот в науке о питании интерес представляют 22-25 аминокислот, которые наиболее часто представлены в белках продуктов питания, используемых человеком.

Различают заменимые и незаменимые аминокислоты.

Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в организме. К ним относятся: аланин, аспарагиновая кислота, пролин, серии, тирозин, цистин, цистеин и др.

Незаменимые аминокислоты в организме не синтезируются и могут поступать только с продуктами питания. В настоящее время незаменимыми считаются 9 аминокислот: валин, гистидин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, лизин, лейцин, изолейцин.

Наиболее полный комплекс незаменимых аминокислот содержат белки животного происхождения (мясо, рыба, яйца, молоко, молочные продукты).

В некоторых продуктах растительного происхождения также содержатся все незаменимые аминокислоты, но либо в небольшом количестве, либо общее содержание белка в этих продуктах невелико (в капусте, картофеле- менее 1-2%).

При недостатке нескольких жизненно необходимых аминокислот или даже одной из них нарушается процесс синтеза белка, не используются и другие аминокислоты и возникают расстройства, характерные для белковой не достато чности.

Для взрослого человека может быть принято следующее соотношение сбалансированности незаменимых аминокислот (г/сут): триптофана - 1, лейцина - 4-6, изолейцина - 3-4, валина - 3-4, треонина - 2-3, лизина - 3-5, метионина - 2-4, фенилаланина - 2-4, гистидина - 1,5-2.

Для полного и наиболее оптимального удовлетворения потребности организма в аминокислотах 60% суточного количества белка у взрослого человека и 80% у детей должно поступать за счет продуктов животного происхождения.

Потребность в белке зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности и т. д. (см. табл. 1). Белковыми резервами организм не обладает и требует постоянного поступления белка с пищей. Первые попытки обоснования норм белка в питании человека относятся ко второй половине XIX века. Нормы белков в СССР были предложены впервые в 1921 г. М. Н. Шатернико - вым и П. Н. Диатроптовым. В зависимости от характера труда (тяжесть выполняемой работы) рекомендовалось считать нормой 110-130 г белков в день. В настоящее время в СССР действуют «Рекомендуемые величины физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии», утвержденные коллегией Министерства здравоохранения СССР в 1982 г. (см. табл. 1).

Говоря о потребности в белке, необходимо сказать об азотистом балансе организма. Различают азотистое равновесие, положительный и отрицательный азотистые балансы. При определенном минимальном содержании белка в пище устанавливается азотистое равновесие, т. е. количество выводимого различными путями азота равно его количеству, потребляемому с пищей. Исследованиями, проведенными в СССР и за рубежом, установлено, что азотистое равновесие у взрослого человека поддерживается при поступлении не менее 55-60 г белка, при его биологической ценности, равной 70% (средняя биологическая ценность суммарных белков, входящих в состав средней европейской диеты).

Если количество белка в составе пищевого рациона невелико, то устанавливается состояние отрицательного азотистого баланса, свидетельствующее о том, что расход тканевых белков превышает поступление незаменимых аминокислот с белками пищевого рациона.

В связи с количественным и качественным дефицитом белка возникает проблема недостаточного использования в питании человека белковосодержащих продуктов (обезжиренное молоко, подсырная сыворотка, боенская кровь, вторичное мясное сырье, криль, соевый шрот и т. д.). Для улучшения аминокислотного состава пищевых продуктов в настоящее время предлагаются различные методы их обогащения. Например, апробируется обогащение круп, макаронных изделий за счет добавления белка обезжиренного молока - казеина. Разрабатываются условия получения белковых обогатителей из непищевых отходов: хлопкового, подсолнечного жмыха и т. д.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

Нормальная деятельность организма возможна при непрерывном поступлении пищи. Входящие в состав пищи жиры, белки, углеводы, минеральные соли, вода и витамины необходимы для жизненных процессов организма.

Питательные вещества являются как источником энергии, покрывающим расходы организма, так и строительным материалом, который используется в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток, замещающих отмирающие. Но питательные вещества в том виде, в каком они употребляются в пищу, не могут всосаться и быть использованными организмом. Только вода, минеральные соли и витамины всасываются и усваиваются в том виде, в каком они поступают.

Питательными веществами называются белки, жиры и углеводы. Эти вещества являются необходимыми составными частями пищи. В пищеварительном тракте белки, жиры и углеводы подвергаются как физическим воздействиям (измельчаются и перетираются), так и химическим изменениям, которые происходят под влиянием особых веществ - ферментов, содержащихся в соках пищеварительных желёз. Под влиянием пищеварительных соков питательные вещества расщепляются на более простые, которые всасываются и усваиваются организмом.

Более подробно рассмотрим белки, их значение для организма человека.

1. Белки: классификация, свойства

"Во всех растениях и животных присутствует некое вещество, которое без сомнения является наиболее важным из всех известных веществ живой природы и без которого жизнь была бы на нашей планете невозможна. Это вещество я наименовал - протеин"- так писал еще в 1838 году голландский биохимик Жерар Мюльдер, который впервые открыл существование в природе белковых тел и сформулировал свою теорию протеина.

Белки (протеины) - это сложные высокомолекулярные азотсодержащие соединения, состоящие из альфа - аминокислот.

Белки являются одними из четырех основных органических веществ живой материи (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры), но по своему значению и биологическим функциям они занимают в ней особое место. Около 30% всех белков человеческого тела находится в мышцах, около 20% - в костях и сухожилиях и около 10% - в коже. Но наиболее важными белками всех организмов являются ферменты, которые, хотя и присутствуют в их теле и в каждой клетке тела в малом количестве, тем не менее управляют рядом существенно важных для жизни химических реакций. Все процессы, происходящие в организме: переваривание пищи, окислительные реакции, активность желез внутренней секреции, мышечная деятельность и работа мозга регулируется ферментами. Разнообразие ферментов в теле организмов огромно. Даже в маленькой бактерии их насчитываются многие сотни.

Белки имеют очень сложное строение и являются наиболее сложными из питательных веществ. Белки - обязательная составная часть всех живых клеток. В состав белков входят: углерод, водород, кислород, азот, сера и иногда фосфор. Наиболее характерно для белка наличие в его молекуле азота. Другие питательные вещества азота не содержат. Поэтому белок называют азотосодержащим веществом.

Основные азотосодержащие вещества, из которых состоят белки, - это аминокислоты. Количество аминокислот невелико - их известно только 28. Аминокислотный состав разных белков неодинаков и является важной характеристикой каждого белка и критерием его ценности в питании. Каждая аминокислота имеет строго определенное значение при синтезе тканевых белков.

Белки делятся на простые и сложные. Простые белки содержат только аминокислоты, или белковую часть. Сложные белки, помимо аминокислот, содержат небелковую часть, или простетическую группу. В зависимости от пространственной структуры белки делят на глобулярные (их молекулы имеют сферическую форму) и фибриллярные (их молекулы имеют нитевидную форму). По содержанию тех или иных аминокислот белки делятся на биологически полноценные и неполноценные. Биологически полноценные белки содержат незаменимые аминокислоты, т.е. те, которые не синтезируются в организме и попадают в него только с пищей. Неполноценные белки не содержат незаменимых аминокислот.

К протеинам, простым белкам, относят: альбумины (хорошо растворяются в воде. Встречаются в молоке, яичном белке и крови), глобулины (в воде не растворяются, но растворимы в разбавленных растворах солей. К глобулинам принадлежат глобулины крови и мышечный белок миозин), глутелины (растворяются только в разбавленных растворах щелочей. Встречаются в растениях), склеропротеины (нерастворимые белки. К склеропротеинам относятся кератины, белок кожи и соединительных тканей коллаген, белок натурального шелка фиброин).

Протеиды построены из протеинов, соединенных с молекулами другого типа (простетическими группами), к ним относят: фосфопротеиды (содержат молекулы фосфорной кислоты, связанные в виде сложного эфира у гидроксильной группы аминокислоты серина. К ним относится вителлин--белок, содержащийся в яичном желтке, белок молока казеин), гликопротеиды (содержат остатки углеводов. Они входят в состав хрящей, рогов, слюны), хромопротеиды (содержат молекулу окрашенного вещества, обычно типа порфина. Самым важным хромопротеидом является гемоглобин -- переносчик кислорода, окрашивающий красные кровяные тельца), нуклеопротеиды (протеины, связанные с нуклеиновыми кислотами. Они представляют собой очень важные с биологической точки зрения белки--составные части клеточных ядер, являются важнейшей составной частью вирусов -- возбудителей многих болезней).

При соединении двух или нескольких аминокислот образуется более сложное соединение - полипептид. Полипептиды, соединяясь, образуют еще более сложные и крупные частицы и в итоге - сложную молекулу белка.

2. Источники белка

В зависимости от местных традиций и географического положения основными источниками животного белка в питании могут являться мясо, молочные продукты, а в ряде стран морепродукты. Основными источниками растительного белка являются зерновые, бобовые, в меньшей степени орехи и семена.

Источниками полноценного белка, содержащего полный набор незаменимых аминокислот в количестве, достаточном для биосинтеза белка, являются животные продукты: молоко и молочные изделия, яйца, мясо, и мясопродукты, рыба и морепродукты. В продуктах растительного происхождения имеется дефицит незаменимых аминокислот, что снижает возможность использования белка организмом. Вместе с тем при употреблении пищи, содержащей смешанный белок, происходит оптимизация аминограммы и повышается пищевая ценность продуктов. Источники животного и растительного белка должны быть так подобраны в каждом приеме пищи, чтобы аминограмма не имела дефицитных аминокислот. Этого можно достаточно легко достигнуть при смешанном питании. При использовании только растительных продуктов теоретически аминокислотный состав рациона также можно сбалансировать при целенаправленном подборе отдельных продуктов при условии их значительного разнообразия.

Таким образом, важно знать, какие продукты являются источниками значимого количества белка в питании, в каких из этих продуктов белок имеет оптимальные показатели качества - наилучшую сбалансированность аминокислот, и какие продукты при этом не являются высококалорийными.

3. Значение белков для организма

Значение белков для организма определяется их функциональными свойствами. Функции белков в организме разнообразны. Они в значительной мере обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих белков.

Белки - незаменимый строительный материал. Одной из важнейших функций белковых молекул является пластическая. Белки составляют около 20% массы различных тканей (жиры и углеводы -- 3%) и являются основным строительным материалом клетки и межклеточного вещества. Белки входят в состав всех биологических мембран, играющих очень важную роль в построении клеток. Количество белка в мембранах составляет более половины массы.

Многие белки обладают сократительной функцией. Это прежде всего белки актин и миозин, входящие в мышечные волокна высших организмов. Мышечные волокна - миофибриллы - представляют собой длинные тонкие нити, состоящие из параллельных более тонких мышечных нитей, окруженных внутриклеточной жидкостью. В ней растворены аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), необходимая для осуществления сокращения, гликоген - питательное вещество, неорганические соли и многие другие вещества, в частности кальций.

Велика роль белков в транспорте веществ в организме. Имея различные функциональные группы и сложное строение макромолекулы, белки связывают и переносят с током крови многие соединения. Это прежде всего гемоглобин, переносящий кислород из легких к клеткам. В мышцах эту функцию берет на себя еще один транспортный белок - миоглобин.

Еще одна функция белка - запасная. К запасным белкам относят ферритин - железо, овальбумин - белок яйца, казеин - белок молока, зеин - белок семян кукурузы.

Регуляторную функцию выполняют белки-гормоны. Гормоны - биологически активные вещества, которые оказывают влияние на обмен веществ. Многие гормоны являются белками, полипептидами или отдельными аминокислотами. Одним из наиболее известных белков-гормонов является инсулин. Этот простой белок состоит только из аминокислот. Функциональная роль инсулина многопланова. Он снижает содержание сахара в крови, способствует синтезу гликогена в печени и мышцах, увеличивает образование жиров из углеводов, влияет на обмен фосфора, обогащает клетки калием. Регуляторной функцией обладают белковые гормоны гипофиза - железы внутренней секреции, связанной с одним из отделов головного мозга. Он выделяет гормон роста, при отсутствии которого развивается карликовость. Одним из важных и интересных в химическом отношении гормонов является вазопрессин. Он подавляет мочеобразование и повышает кровяное давление.

Регуляторную функцию выполняют и белки, содержащиеся в щитовидной железе - тиреоглобулины. Эти белки содержат в своем составе йод. При недоразвитии железы нарушается обмен веществ.

Другая функция белков - защитная. На ее основе создана отрасль науки, названная иммунологией. Большое разнообразие и уникальность белков обеспечивают тканевую и видовую специфичность, которая лежит в основе проявлений иммунитета и аллергии. В ответ на поступление в организм чужеродных белков -- антигенов -- в иммунокомпетентных органах происходит активный синтез антител, представляющих собой особый вид глобулинов (иммуноглобулинов). Именно специфическое взаимодействие антигена с соответствующими антителами составляет основу иммунных реакций, обеспечивающих защиту организма от чужеродных антигенов.

В последнее время в отдельную группу выделены белки с рецепторной функцией. Есть рецепторы звуковые, вкусовые, световые и др. рецепторы.

Каталитическая функция - белки являются компонентами всех известных в настоящее время ферментов. При этом простые ферменты представляют собой чистый белок. В состав сложных ферментов, помимо белков, входят и другие составляющие -- коферменты. Ферментам принадлежит важная роль в ассимиляции пищевых продуктов организмом человека и в регуляции всех внутриклеточных обменных процессов.

Следует упомянуть и о существовании белковых веществ, тормозящих действие ферментов. Такие белки обладают ингибиторными функциями. При взаимодействии с этими белками фермент образует комплекс и теряет свою активность полностью или частично. Многие белки - ингибиторы ферментов - выделены в чистом виде и хорошо изучены. Их молекулярные массы колеблются в широких пределах; часто они относятся к сложным белкам - гликопротеидам, вторым компонентом которых является углевод.

Энергетическая функция имеет второстепенное значение, так как основные энергетические процессы в организме человека осуществляются в основном за счет жиров и углеводов. Энергетическая ценность 1 г белка составляет 4,1 ккал.

4. Потребность человека в белке

Недостаточность и избыток белкового питания.

Потребность в белке - эволюционно сложившаяся доминанта в питании человека, обусловленная необходимостью обеспечивать минимальный физиологический уровень поступления незаменимых аминокислот, используемых организмом для синтетических процессов. Она зависит от состояния азотистого баланса и биологической ценности поступающего с питанием белка.

При положительном азотистом балансе в периоды роста и развития организма, а также при интенсивных репаративных процессах потребность белка на единицу массы тела будет выше, чем у взрослого здорового человека.

Минимальное количество белков, необходимое для осуществления основных жизненных процессов в организме, называется азотистым минимумом и составляет для взрослого человека 25 г белка. Однако для поддержания нормального азотистого равновесия организму необходимо до 14 г азота в сутки, что соответствует 90 г белка. Этот минимум не может быть заменен ни жирами, ни углеводами, так как они не содержат азота и не могут превращаться в белки.

Для здорового человека характерно состояние равновесного азотистого баланса, при котором количество азота, поступившего в организм с пищей, уравнивается количеством азота, теряемого организмом с калом, мочой и другими естественными отправлениями. При усилении процессов распада белка и преобладании его над синтезом возникает отрицательный азотистый баланс, характеризующийся преобладающими процессами потери азотистых оснований. Отрицательный азотистый баланс наблюдается при полном или частичном голодании, потреблении низкобелковых рационов, нарушении всасывания белков в желудочно-кишечном тракте, различных заболеваниях (туберкулезе, ожоговой болезни, онкологических заболеваниях). При длительном ограничении содержания белков в пищевом рационе в организме развиваются тяжелые изменения: развивается общая слабость, нарушается работоспособность, снижается сопротивляемость организма к отекам. При полном отсутствии в рационе белковой пищи, даже при избыточном потреблении жиров и углеводов, постоянно происходит распад собственных тканевых белков, что неизменно приводит организм к гибели.

Чрезмерное поступление белка с пищей также небезопасно для организма. Избыток белков имеет наиболее выраженные и относительно быстро проявляющиеся последствия по сравнению с избытком других макронутриентов (жиров и углеводов). Это связано как с высокой рекреационной способностью лишних аминокислот, так и с общими энергетическими нагрузками на организм, сопровождающими, как правило, высокое поступление белка с соответствующими продуктами. Особенно чувствительны к избытку протеина крайние возрастные группы (дети и престарелые), а также лица с некоторыми заболеваниями (почечными патологиями, заболеваниями гепатобилиарной системы). При этом в первую очередь страдают печень и почки. В печени может развиваться жировая дистрофия, увеличивается риск развития мочекаменной болезни, подагры, ожирения, ведет к накоплению в организме азотистых шлаков, развитию гнилостных процессов в кишечнике, что проявляется симптомами гнилостной диспепсии.

Работами многих отечественных ученых было доказано, что оптимальной белковой нормой для обеспечения нормальной жизнедеятельности и потребностей роста для взрослого человека, выполняющего легкую работу, является 120 г белка в сутки. Для лиц тяжелого физического труда этот показатель составляет 160 г.

При построении рациональной диеты необходимо учитывать не только суммарное количество входящих в нее белков, но и их качественный состав, учитывать обеспечение минимума биологически полноценных белков. Необходимо помнить, что и полноценные белки могут проявить себя как неполноценные, если они взяты в недостаточном количестве. И наоборот, два неполноценных белка, содержащие разные аминокислоты, могут удовлетворить потребность организма в белках.

Белки играют важнейшую роль в жизнедеятельности всех организмов. При пищеварении белковые молекулы перевариваются до аминокислот, которые, будучи хорошо растворимы в водной среде, проникают в кровь и поступают во все ткани и клетки организма. Здесь наибольшая часть аминокислот расходуется на синтез белков различных органов и тканей, часть--на синтез гормонов, ферментов и других биологически важных веществ, а остальные служат как энергетический материал. Т.е. белки выполняют каталитические (ферменты), регуляторные (гормоны), транспортные (гемоглобин, церулоплазмин и др.), защитные (антитела, тромбин и др.) функции

Белки -- важнейшие компоненты пищи человека. Совокупность непрерывно протекающих химических превращений белков занимает ведущее место в обмене веществ организмов. Скорость обновления белков зависит от содержания белков в пище, а также его биологической ценности, которая определяется наличием и соотношением незаменимых аминокислот.

Недостаток белков в рационе приводит к серьезным нарушениям: замедление роста и развития детей, изменения в печени взрослых, деятельности желез внутренней секреции, состава крови, ослабление умственной деятельности, снижение работоспособности и сопротивляемости к инфекционным заболеваниям. В то же время избыток белка в питании приводит к повышению возбудимости центральной нервной системы и желез внутренней секреции, перегрузке пищеварительного тракта, отложению жира в печени, увеличению синтеза мочевины. У растущих организмов в этом случае наблюдается отставание в росте.

Однако все же основной проблемой является дефицит полноценного протеина, а вопрос получения и рационального использования этого незаменимого и в то же время трудновоспроизводимого и дорогостоящего пищевого вещества относится к числу наиболее важных. В ближайшие десятилетия главным путем увеличения белковых ресурсов, видимо, останется традиционный, связанный с повышением продуктивности сельскохозяйственного производства и снижением потерь при переработке и обороте продовольственного сырья и пищевых продуктов. Под нетрадиционными и новыми источниками белка, перспективными для использования в питании, подразумевают протеинсодержащие продукты, являющиеся или отходами производства, или совершенно новые ресурсы для получения белка.

Подобные документы

презентация , добавлен 14.04.2016


Клетка как элементарная единица строения и жизнедеятельности организмов. Молекулярная масса белков, методы ее определения. Классификация белков по степени сложности. Виды нуклеиновых кислот, их биологическая роль. Витамины в питании человека и животных.

контрольная работа , добавлен 17.10.2015


Значение для организма белков, жиров и углеводов, воды и минеральных солей. Белковый, углеводный, жировой обмен организма человека. Нормы питания. Витамины, их роль в обмене веществ. Основные авитаминозы. Роль минеральных веществ в питании человека.

контрольная работа , добавлен 24.01.2009


История исследования белков. Белки: строение, классификация, обмен. Биосинтез белка. Функции белков в организме. Роль в жизнедеятельности организма. Высокомолекулярные органические соединения. Болезни, связанные с нарушением выработки ферментов.

реферат , добавлен 05.10.2006


Внутренняя среда человека и устойчивость всех функций организма. Рефлекторная и нервно-гуморальная саморегуляция. Количество крови у взрослого человека. Значение белков плазмы крови. Осмотическое и онкотическое давление. Форменные элементы крови.

лекция , добавлен 25.09.2013


Понятие белков как высокомолекулярных природных соединений (биополимеров), состоящих из остатков аминокислот, которые соединены пептидной связью. Функции и значение белков в организме человека, их превращение и структура: первичная, вторичная, третичная.

презентация , добавлен 07.04.2014


Значение белков в организме человека. Характеристика углеводов как природных органических соединений, их виды. Пищевая ценность жиров. Классификация витаминов, их содержание в продуктах. Роль минеральных веществ в питании человека. Значение воды.

реферат , добавлен 29.03.2010


Клетка как основная структурная единица организма. Описание ее строения, жизненных и химических свойств. Строение и функции эпителиальной и соединительной, мышечной и нервной тканей. Органы и перечень системы органов человека, их назначение и функции.

презентация , добавлен 19.04.2012


Функциональные системы организма. Внешние и внутренние раздражители организма человека, восприятие состояния внешней среды. Особенности организма человека, феномен синестезии, экстрасенсы-синестетики. Особенности темперамента при выборе профессии.

реферат , добавлен 06.02.2013


Роль белков в сигнальных системах клеток, при иммунном ответе и в клеточном цикле. Виды белков в живых клетках: ферменты, транспортные, пищевые, запасные, сократительные, двигательные, структурные, защитные и регуляторные. Доменная структура белков.

Пептиды – вещества, молекулы которых построены из остатков a-аминокислот, соединенных между собой пептидными связями. По числу аминокислотных остатков различают: дипептиды, три-, тетра-... пептиды. Пептиды, содержащие до 10 остатков называются олигопептидами, более 10 – полипептидами. Природные полипептиды с молекулярной массой более 6000 называются белками.

Белки в питании человека занимают особое место. Они выполняют ряд специфических функций, свойственных только живой материи. Белковые вещества наделяют организм пластическими свойствами, заключающимися в построении структур клеточных структур (рибосом, митохондрий и т.д.), и обеспечивают обмен между организмом и окружающей внешней средой. В обмене веществ участвуют как структурные белки клеток и тканей, так и ферментные гормональные системы. Белки координируют и регулируют все то многообразие химических превращений в организме, которое обеспечивает функционирование его как единого целого.

Пептиды имеют очень большое биомедицинское значение; особенно велика их роль в эндокринологии. Пептидами являются важнейшие гормоны человека. Их часто назначают больным для коррекции соответствующей недостаточности. Самый известный пример – введение инсулина больным сахарным диабетом. Пептидами являются также различные антибиотики и некоторые противоопухолевые препараты.

На долю белков приходится не менее 50% сухой массы органических соединений животной клетки.

Функционирование белков лежит в основе важнейших процессов жизнедеятельности организма.

По функциям белки делят на:

1. Ферменты;

2. Структурные;

3. Регуляторные;

4. Рецепторные;

5. Транспортные;

6. Защитные.

Обмен веществ (пищеварение, дыхание и др.), мышечное сокращение, нервная проводимость и жизнь клетки неразрывно связаны с активностью ферментов – высокоспецифических катализаторов биохимических реакций, являющихся белками. Основу костной и соединительной тканей составляют структурные белки, например, коллаген. Важнейшую группу составляют регуляторные белки, контролирующие биосинтез белков и нуклеиновых кислот. К регуляторным белкам относятся также пептидно-белковые гормоны, которые сикретируются эндокринными железами. Информация о состоянии внешней среды, различные регуляторные сигналы воспринимаются с помощью рецепторнных белков. В активном транспорте ионов, липидов, сахаров и аминокислот через биологические мембраны участвуют транспортные белки, или белки-переносчики. К последним относятся также гемоглобин и миоглобин, осуществляющие перенос кислорода. Защитные системы высших организмов формируются защитными белками, к которым относятся иммуноглобулины (ответственные за иммунитет), белки системы свертывания крови (тромбин, фибрин) и противовирусный белок интерферон.

Каждый белок характеризуется специфической аминокислотной последовательностью и индивидуальной пространственной структурой.

По составу белки делят на простые, состоящие только из аминокислотных остатков и сложные. Сложные могут включать ионы металла (металлопротеиды), образовывать прочные комплексы с липидами (липопротеиды), нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды), а также ковалентно связывать остаток фосфорной кислоты (фосфорпротеиды), углеводы (гликопротеины).

В соответствии с формой молекул белки подразделяют на глобулярные и фибриллярные. Молекулы первых свернуты в компактные глобулы сферической и элипсоидной формы, молекулы вторых образуют длинные волокна (фибриллы) и высокоассиметричны. Большинство глобулярных белков, в отличие от фибриллярных, растворимы в воде.

Как уже говорилось, белки являются одним из компонентов, определяющим пищевую ценность продуктов питания. Это – наиболее ценный компонент пищи. Белки участвуют в важнейших функциях организма. Основное же значение белков заключается в их незаменимости другими пищевыми веществами.

Белки пищи в организме расщепляются до аминокислот (табл. 2.1). В

Таблица 2.1. – Аминокислоты

природе обнаружено около 300 аминокислот, однако в белках обнаружено только 20 из них. В результате полного гидролиза белков высвобождается до 20 a-аминокислот. Одни и те же 20 аминокислот присутствуют в белковых молекулах всех форм жизни – растений, животных, микроорганизмов.

Определенная часть аминокислот, образовавшихся в процессе расщепления белка в организме, в свою очередь, расщепляется до органических кетокислот, из которых в организме вновь синтезируются новые аминокислоты, а затем белки. Это так называемые заменимые аминокислоты. Однако восемь аминокислот, а именно:изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин и валин – не могут образовываться в организме взрослого человека из других аминокислот и поступают в организм только с пищей. Эти аминокислоты называются незаменимыми. Клетки организма человека не могут синтезировать необходимые белки, если в составе пищи отсутствует хотя бы одна незаменимая аминокислота. При недостатке незаменимых кислот задерживаются рост и развитие организма. Еще две аминокислоты, цистеин и тирозин, могут образовываться из незаменимых аминоксилот, метионина и фенилаланина, соответственно. При недостатке фенилаланина и метионина в пище цистеин и тирозин становятся незаменимыми аминокислотами. Оптимальное содержание незаменимых аминокислот в пищевом белке зависит в определенной степени от возраста, пола, профессии человека.

При сравнении фактического аминокислотного состава различных пищевых белков с оптимальным выяснилось, что не все они полноценны.

Животные и растительные белки заметно отличаются по биологической ценности. Аминокислотный состав животных белков близок к аминокислотному составу человека. Животные белки наиболее близки к «идеальному», особенно те, что содержатся в продуктах, не подвергавшейся тепловой обработке. Большинство растительных белков содержат недостаточное количество одной или даже двух-трех незаменимых аминокислот (кукуруза, зерно бедны триптофаном и лизином; бобовые содержат недостаточное количество метионина). Кроме того, растительные белки усваиваются хуже, чем животные: яиц и молока - на 96%, рыбы и мяса – на 95%, картофеля, бобовых – на 70%. Плохая усвояемость растительных белков объясняется в значительной степени содержанием в растительных продуктах клетчатки, которая снижает усвояемость и других компонентов пищи (жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ). Высокой ценностью обладают белки яйца и молока, они эффективно используются организмом и применяются в качестве стандарта при оценке других белков.

Недостаток в питании белка весьма чувствительно сказывается на состоянии организма. У детей при белковой недостаточности замедляется рост и умственное развитие, нарушается костеобразование. У большинства людей нарушается кровотворение, обмен жиров и витаминов (возникают гиповитаминозы), снижается сопротивляемость к инфекциям, простудам, а сами заболевания протекают с осложнениями. Надо добавить, что белки обладают заметной способностью к детоксикации некоторых ядовитых веществ в результате связывания их в трудно усваиваемые комплексы.

Вместе с тем не следует забывать об отрицательном влиянии избытка белка в питании. Из-за большой реакционной способности организм переносит избыток белков гораздо хуже, чем многих других пищевых веществ, например, жиров и углеводов. В первую очередь страдают печень и почки, так как печень перегружается от чрезмерно большого количества проступающих в нее аминокислот, а почки от выделения с мочой повышенного количества продуктов обмена белков; увеличивается вероятность заболеваний суставов, ожирения (излишнее количество белка после соответствующих превращений отчасти используется для синтеза жиров).

Норма потребления белка около 85 г «среднего» белка. В пересчете на идеальный белок – 60 г в день. Эта величина носит ориентировочный характер, так как она зависит от возраста человека, пола, характера профессиональной деятельности, физиологического состояния, климата, индивидуальных и национальных особенностей и степени загрязнения окружающей среды. Потребность в белке увеличена у младенцев и детей; возрастает она также в период беременности, лактации, заживления ран, выздоровлении и в условиях повышенной физической активности. В ежедневном рационе взрослого человека белки должны составлять в среднем 12% калорийности, 55% их – животного происхождения. Основной источник животного белка – мясо, молоко и молочные продукты, а растительного – хлеб и крупы. При этом белки в определенном соотношении должны сочетаться с другими пищевыми веществами – жирами и углеводами. Энергия, извлекаемая из углеводов и жиров, влияет на потребность в белке, поскольку она способствует сбережению белка как источника энергии. Для эффективного использования пищевого белка и для сведения потребности в нем до минимума необходимо обеспечить адекватное поступление энергии из небелковых источников, в частности из углеводов, которые оберегают белок от использования его в процессе глюкогенеза.