Значение белка в питании и при снижении веса.

А теперь мы рассмотрим основные моменты, связанные с белками в питании вообще и при снижении веса в частности. Прежде всего, необходимо обратить внимание на важность контроля поступления белка на низкокалорийных диетах, предназначенных для снижения веса. Из белков мы можем получить углеводы и некоторые жиры. Обратное невозможно, и белок можно получать только из пищи. Белок – важнейший элемент питания для организма. Очень многие функции организма угнетаются из-за недостатка белка. Запомните: Белок — важнейшая составляющая нашего суточного рациона. Ошибочно считается, что в нашем рационе достаточно белка. Многие исследования в России установили, что в рационе россиян недостаточно полноценного белка. Очень часто именно с этим связаны снижение иммунитета, нарушения работы сердечной мышцы, гормональные нарушения, нарушение работы пищеварительной системы и др. Поэтому на низкокалорийных диетах необходимо уделять особое внимание контролю количества полноценного белка в рационе. Очень многие диеты (овощные, фруктовые) страдают недостатком белка. И уже только из-за недостатка белка не стоит их использовать. Сделайте законом каждую диету, прежде всего, анализировать по содержанию белка. (В 70 годах 20 века были зафиксированы несколько смертельных случаев, связанных с нарушением деятельности сердечной мышцы, из–за длительного недостатка белка в низкокалорийной диете). На низкокалорийных диетах особенно важно иметь достаточное, даже с некоторым запасом, количество белка в пище. Это связано с тем, что в случае недостатка углеводов в пище, белки могут использоваться в энергетическом обмене. В противном случае, это может привести к недостатку белка для пластических целей. Важно! Белок не только сам требует большего времени на его усвоение, но и удлиняет процесс усвоения углеводов. Это снижает суммарный гликемический индекс потребляемой пищи и позволяет без скачков инсулина длительное время поддерживать достаточный уровень сахара в крови. А это дает возможность эффективно и без проблем справляться с чувством голода. О влиянии инсулина на снижение и набор веса стоит поговорить отдельно, и при рассмотрении углеводов я уделю много внимания этому вопросу. Сейчас же скажу, что при повышении инсулина активизируется липогенез, т.е. отложение жира про запас. Белковая пища увеличивает затраты энергии на усвоение пищи. Максимальное увеличение основного обмена после приема белковой пищи наступает через 3-5 часов после приема. Поэтому на высокобелковых низкоуглеводных программах мы рекомендуем 3 основных приема пищи (один обычный, 2 заместительных) и 2 белковых (специальные продукты) перекуса. Такое питание поддерживает высокий уровень метаболизма на протяжении всего дня. Достаточное количества белка и возможность высокобелковых, низкоуглеводных перекусов позволяет эффективно бороться с чувством голода. Белок содержит аминокислоты, такие как триптофан, из которых организм производит серотонин, позволяющий улучшить настроение при отсутствии "еды для успокоения". Еще одно важное значение белка в питании связано с огромной ролью в организме окиси азота. Окись азота ответственна за регуляцию очень многих процессов в нашем организме. За открытие этих функций и механизма действия окиси азота в 1998 г трое ученых получили Нобелевскую премию в области медицины. Недостаточная репродукция окиси азота в организме может приводить к нарушению жизнедеятельности многих органов и систем человека. Основной и единственный поставщик азота в наш организм – это белок, и количество белка в нашем рационе во многом определяет производство достаточного количества окиси азота в организме человека. Достаточное количества белка в питании совместно с физическими нагрузками препятствует потере мышечной массы

Очень важно, чтобы снижение веса шло за счет потери жировой ткани, а не мышц. Не забывайте, что наша главная задача – потеря не веса как такового, а именно жировой ткани. Тощая масса при этом должна не только не снижаться, а может даже немного увеличиваться за счет увеличения мышечной массы. Такой результат будет оптимальным при снижении веса. Поэтому мы всегда контролируем не просто потерю лишних килограммов, но и потерю жировой массы. На низкокалорийных диетах с недостаточным количеством белка в большей степени проявляется замедление обменных процессов, связанных с уменьшением калорийности рациона. Одновременно происходит потеря мышечной массы. Мышцы являются основным потребителем энергии в организме. В среднем 1 кг мышечной ткани требует 20 Ккал в сутки на поддержание жизнедеятельности. А все это вместе в значительной степени усложняет поддержание веса после прекращения диеты. Достаточное количество белка в низкокалорийных диетах при снижении веса способствует ускорению и активизации обмена веществ, а вместе с физическими нагрузками способствует увеличению мышечной массы, что облегчает поддержание веса после перехода к обычному режиму питания. Существует серьезное заблуждение по поводу физических нагрузок. Если в вашем рационе недостаточно белка, то интенсивные физические нагрузки не только не принесут пользу, но и могут серьезно навредить здоровью. Не совмещайте несбалансированные низкокалорийные диеты и интенсивные физические нагрузки. Даже если похудеете, то очень быстро вернете вес обратно с "излишком". Использование СЧЗП обеспечивает полный баланс питательных веществ, в том числе и по белку. Использование СЧЗП гарантирует безопасность и эффективность физических нагрузок на фоне диет. Усвоение, использование в энергетических нуждах и вывод продуктов белкового обмена требует больше воды, чем для других компонентов пищи. Поэтому для предотвращения обезвоживания организма необходимо выпивать достаточное количество воды около 2–2,5 литров в день, особенно на низкокалорийных диетах. В конце этого выпуска хочу обратить ваше внимание, что проблема борьбы с избыточным весом серьезна и многогранна, и она требует наличие серьезного подхода к снижению веса под наблюдением и контролем специалистов, компетентных в этих вопросах.

Используемая литература

1. Гебер Д. Какого цвета ваша диета. — Мн.: ООО "Попурри", 2003. – 320 с.

2. Лавут Л. М. Идеальный вес: Новейший справочник.– М.: Эксмо, 2004. – 480 с.

3. Смолянский Б. Л., Лифлядский В. Г. Диетология. Новейший справочник для врачей. — М.: Эксмо, 2003. 816.

4. Щадилов Е. Идеальное питание. Изд. "Питер" – 2000, 160 стр.

Значение белков в питании больного и здорового человека Белок является важнейшим компонентом пищевых продуктов. В химическом отношении белки представляют собой сложные азотосодержащие биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Именно содержанием азота белки отличаются от других органических веществ. Белки — высокомолекулярные соединения. 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). К простым глобулярным белкам относят альбумины и глобулины, которые широко распространены в природе и входят в состав молока, сыворотки крови, яичного белка. Многие структурные белки являются фибриллярными белками животного происхождения и выполняют в организме опорную функцию. К ним относятся кератины (белки волос, ногтей, эпидермиса), эластин (белок связок, соединительной ткани сосудов и мышц), коллаген (белок костной, хрящевой, рыхлой и плотной соединительной тканей). 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. К ним относятся триптофан, лейцин, изолейцин, валин, метионин, треонин, лизин, фенилаланин, гистидин и аргинин. Неполноценные белки не содержат незаменимых аминокислот.

Белки в организме выполняют многочисленные функции.

1. Пластическая функция. 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.

2. Гормональная функция. Значительная часть гормонов является белками. К ним относятся инсулин, гормон паращитовидных желез, гормоны гипофиза.

3. 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.

4. Функция специфичности. 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.

5. Транспортная функция. Белки участвуют в переносе кровью кислорода (гемоглобин), липидов, углеводов, витаминов, гормонов, лекарственных веществ. Специфические белки-переносчики обеспечивают транспорт различных минеральных солей и витаминов через мембраны клеток.

6. Энергетическая функция. Эта 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.

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. 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.

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. Положительный азотистый баланс чаще всего наблюдается у детей и подростков, а также у выздоравливающих после болезней людей.

Чрезмерное поступление белка с пищей также небезопасно для организма, так как это вызывает перегрузку различных органов (печени и почек), 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. Дети, беременные и кормящие женщины, лихорадящие больные нуждаются в увеличении обычных нормативов. Имеется ряд заболеваний (нефрозы, ожирение), где усиленное белковое питание является одним из основных методов лечения. Это объясняется тем, что при нефрозах увеличивается выделение белков из организма, а при ожирении усиленное белковое питание позволит остановить прогрессирование этого заболевания, увеличит основной обмен, будет способствовать похуданию. При заболеваниях, которые связаны с нарушением азотистого обмена, что нередко связано с недостаточной функцией почек (хроническом нефрите, нефроангиосклерозе), содержание белков в пище должно быть сведено к минимуму.

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 животного происхождения являются наиболее полноценными, и необходимо, чтобы 60% от суточной потребности белка приходилось на их долю. Качественный состав белков приобретает особенное значение у длительно болеющих, так как от этого зависят иммунные процессы, с другой стороны, у этих больных отсутствует иммунитет и они вынуждены питаться однообразной пищей длительное время. Таким образом, в рационе здорового и особенно больного человека должно быть оптимальное содержание белка не только в количественном, но и в качественном составе.

УБИКВИТИН (от лат. ubique – вездесущий) – белок, присутствующий в клетках живого организма, открыт в 1970-х американским биохимиком Г.Голдстейном. Молекулы этого белка собраны из 76 аминокислотных остатков, его молекулярная масса сравнительно невелика, немногим более 8 тыс., он стабилен и участие в различных биохимических процессах не приводит к изменению его структуры. На рис.1 показано его строение в виде шаро-стержневой модели (А), а также его третичная структура (см. БЕЛКИ), т.е. упаковка отдельных участков цепи (Б). Он содержит одно спиральное образование (альфа-спираль) и четыре плоских ленты (бета-структуры).

(26.75 Кб)

(20.41 Кб)

Несмотря на то, что убиквитин находили во многих клетках живых организмов, и строение его было установлено, роль его в биохимических процессах была не ясна. Широко известным этот белок стал благодаря совместной работе биохимиков И.Роуза (США), А.Хершко (Израиль) и А.Кичановера (Израиль) (Нобелевская премия по химии, 2004)

Механизм синтеза белков в живом организме с участием нуклеиновых кислот за многие десятилетия детально исследован, он протекает внутри своеобразного биокомплекса – белкового образования, называемого рибосомой. По существу, это небольшая фабрика для сборки белковых молекул из аминокислот по строго определенной.

Интерес к процессам сборки белковых молекул оттеснил на задний план выяснение того, как происходит их демонтаж. Изучено было лишь разрушение так называемых внеклеточных белков, например, поступающих в организм с пищей, при этом было установлено, что белки, усваиваемые в пищеварительном тракте (совместно с другими продуктами питания) поставляют энергию, необходимую для существования организма. Что же касается белков, возникающих и работающих внутри живой клетки, то механизм их уничтожения был мало интересен.

Тем не менее, в живом организме есть хорошо отлаженные процессы расщепления белков на малые фрагменты, из которых организм затем вновь собирает в рибосоме другие нужные ему белки. Срок жизни белков в организме определяется их ролью, например, белки, входящие в состав хрусталика глаза, сохраняются неизменными в течение десятилетий, другие нужны организму в течение нескольких минут, чтобы запустить нужный процесс, после чего они должны быть разрушены, иначе их действие окажется губительным. Время жизни свыше 20% белков в организме – от нескольких часов до нескольких дней.

Когда начались исследования (около 30 лет назад), о процессах разрушения белков внутри клетки было известно немного. Если фабрика по производству белков – это рибосома, то фабрику, разрушающую белки, называют протеасомой, (так же, как и рибосома, она представляет собой специальное белковое образование – биологический комплекс в виде емкости цилиндрической формы, собранной из колец). Внутри расположен канал, на поверхности которого находятся активные центры, расщепляющие белки (рис. 2). Снаружи этот канал закрыт торцевыми подвижными крышками.

(37.16 Кб)

В каждой клетке находится несколько тысяч протеасом, и все они предназначены для расщепления белка.

Долгое время считалось, что попасть белковой молекуле в этот «утилизирующий контейнер» довольно просто, но тогда любой белок, в том числе и нужный, попавший во «чрево» протеасомы, уничтожался бы. Тем не менее, было неясно, почему туда попадает не любой, а строго определенный белок, именно тот, который следует утилизировать.

Процессы расщепления белков в пищеварительном тракте (вместе с остальными продуктами) протекают с выделением энергии. Начав изучать процессы разрушения внутриклеточных белков, Кичановер, Хершко и Роуз обратили внимание на то, что при расщеплении белков в клетке энергия не выделяется, а поглощается. Об этом свидетельствовало то, что демонтаж клеточных белков протекал только в присутствии аденозинтрифосфата (АТФ, вещество, представляющее собой универсальный источник энергии для всех биохимических процессов), а в отсутствии АТФ расщепления не было. Результаты этих экспериментов сначала не привлекли внимания, но именно эти опыты привели к последующим широкомасштабным исследованиям. Было проведено детальное изучение этого явления и установлено, что белки в клетке разрушаются в присутствии еще одного белка, обладающего высокой активностью. Оказалось, что это уже известный белок убиквитин, который был изучен, но роль его в биохимических процессах была неясна.

Было установлено, что решающая стадия в процессе утилизации белков – присоединение убиквитина к тому белку, который нужно уничтожить. Кроме того, обнаружилось, что вход в протеасому обычно закрыт, и попасть в нее может только белок, отмеченный специальной меткой, в этом случае вход в протеасому открывается. Роль такой «черной» метки играет убиквитин. Этот процесс прикрепления убиквитина к молекуле белка, подлежащего ликвидации, авторы назвали «поцелуем смерти».

Входя в протеасому, полимерная цепь уничтожаемого белка разворачивается и «протягивается» через центральный канал цилиндра, при этом она гидролизуется и распадается на мелкие звенья (иногда вплоть до отдельных аминокислот), которые выводятся из противоположного отверстия протеасомы. Сам убиквитин внутрь протеасомы не заходит, а после уничтожения отмеченной молекулы освобождается и начинает метить другую молекулу.

Этот процесс выглядит еще эффектнее, если учесть, что в некоторых случаях к уничтожаемому белку присоединяется не одиночная молекула убиквитина, а сразу несколько молекул, связанные между собой, как бусины на нитке (рис. 3).

(686.46 Кб)

Перед присоединением к белку, который следует устранить, убиквитин активируется с помощью специального фермента (биологического катализатора), именно на этой стадии требуется затрата дополнительной энергии, ее поставляет АТФ. Таким образом, получил объяснение тот факт, с которого и началось изучение всего этого механизма.

Результаты проведенных исследований позволили понять некоторые неразгаданные ранее особенности развития живых организмов. Например, растения в цветке содержат как отцовские клетки (пыльца), так и материнские (расположены в пестике цветка). Поскольку они рядом, то, казалось бы, самоопыление неизбежно, а это должно приводить к генетическому вырождению и вымиранию вида. Оказалось, что убиквитин помечает белки собственной пыльцы, что приводит к их уничтожению, а пыльца, попавшая в цветок в результате перекрестного опыления, убиквитином не затрагивается.

В процессе деления клетки ее ДНК удваиваются, все это время специальный белок наподобие шнура удерживает рядом друг с другом удваивающуюся пару. После удвоения молекулы ДНК должны разойтись, следовательно, белок, удерживающий их вместе, должен быть уничтожен, иначе процесс дальнейшего развития остановится. В этот момент включается убиквитин, ответственный за удаление ненужных белков.

Схема некоторых биохимических процессов напоминает работу устройств с взаимотормозящими противовесами. В иммунных клетках организма есть белок, включающий действие иммунной системы, уничтожающей проникший в клетку вирус. В нормальном состоянии действие этого белка заторможено другим белком – ингибитором (замедлитель). Если в клетку попадает вирус, то активизируется убиквитин, который начинает метить белок-ингибитор, уничтожение ингибитора ведет к тому, что вступает в действие заторможенный ранее белок, запускающий иммунную систему, в результате вирус уничтожается.

Разработанный убиквитиновый механизм открывает новые перспективы в борьбе с различными заболеваниями. Образование злокачественных образований или ослабление иммунной системы клетки связаны с нарушением убиквитиновой защиты клетки от нежелательных белков. Процессы ненормального или неправильного расщепления белков приводят ко многим заболеваниям (например, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, некоторые онкологические заболевания) и связаны с процессами старения организма. Изученный механизм убиквитиновой защиты открывает возможность поиска различных воздействий на этот механизм, чтобы запускать его в нужную сторону. Например, затормозить действие убиквитина можно, снизив концентрацию АТФ, поставляющего энергию, необходимую для протекания процесса. По существу, это использование того эффекта, с открытия которого начались исследования. Возможны и другие способы воздействия на процесс. Сейчас ведутся интенсивные разработки различных лекарственных препаратов, основанные на понимании механизма убиквитиновой защиты. В 2004 в США было начато производство первого такого препарата – антиракового средства Velcade. Другое реализованное применение – создан надежный тест на бесплодие мужчин, использующий анализ на присутствие убиквитина.

10