Обмен белков

Белки занимают ведущее место среди органических элементов, на их долю приходится более 50% сухой массы клетки. Функции белков в организме многообразны.

1. Пластическое или структурное значение белков состоит в том, что они входят в состав всех клеток и межтканевых структур, обеспечивают рост и развитие организма за счет процессов биосинтеза. Жизнь – форма существования белковых тел.

2. Каталитическая - ферменты по своей химической природе являются белками.

3. Защитная функция заключается в образовании иммунных белков – антител. Белки способны связывать токсины и яды; обеспечивают свертывание крови (гемостаз).

4. Энергетическая роль белков определяется с их способностью освобождать при окислении энергию. На долю белков приходится 12 -18% энергообеспечения (окисление 1г белков освобождает 4 ккал).

5. Транспортная функция – перенос О₂ и СО₂ гемоглобином. Связывание и перенос некоторых ионов (железо, Си), лекарственных веществ и токсинов.

6. Гормональная – белково-пептидные гормоны составляют 80% всех гормонов.

7. Сократительная – актин и миозин.

Потребность в белке определяется тем его минимальным количеством, которое будет уравновешивать его потери организмом. Белки находятся в состоянии непрерывного обмена и обновления. В организме здорового взрослого человека количество распавшегося за сутки белка равно количеству вновь синтезированного. Белки организма находятся в динамическом состоянии.

Для нормального обмена белков, являющихся основой их синтеза, необходимо поступление с пищей в организм различных аминокислот. Из 20 входящих в состав белков аминокислот 12 синтезируются в организме (заменимые аминокислоты), а 8 не синтезируются (незаменимые). Без незаменимых аминокислот синтез белка резко нарушается и наступает отрицательный баланс азота, останавливается рост, уменьшается масса тела. Незаменимыми аминокислотами являются лейцин, изолейцин, валин, метионин, лизин, треонин, фенилаланин, триптофан.

Белки обладают различным аминокислотным составом, поэтому возможность их использования для синтетических нужд организма неодинакова. В связи с этим было введено понятие биологической ценности белков пищи. Белки, содержащие весь необходимый набор аминокислот в таких соотношениях, которые обеспечивают нормальные процессы синтеза, являются биологически полноценными. Белки, не содержащие тех или иных аминокислот или содержащие их в малых количествах, являются неполноценными. Из аминокислот, полученных в процессе пищеварения, синтезируются специфические для данного вида организма и для каждого органа белки. Часть аминокислот подвергаются расщеплению. Сначала они дезаминируются – теряют группу NН₂, в результате образуется аммиак и кетокислоты. Образовавшийся аммиак становится токсическим соединением для клеток и обезвреживается печенью путем превращения в мочевину. Кетокислоты после ряда превращений распадаются на СО₂ иН₂О.

Распад белка в организме протекает непрерывно. Степень распада белка обусловлена характером питания. В сутки у человека распадается 400г белков. Скорость распада и обновления белков в организме различна – от нескольких минут до 180 суток. О количестве белка, подвергшегося распаду за сутки, судят по количеству азота, выводимого из организма человека. В 100г белка содержится 16г азота. Выделение организмом 1г азота соответствует распаду 6,25 г белка. За сутки из организма взрослого человека выделяется 3,7г азота. Масса разрушившегося белка составляет 3,7 х 6,25=23г или 0,028 -0,075г азота на 1кг массы тела сутки – коэффициент изнашивания Рубнера. Коэффициент изнашивания Рубнера – наименьшая потеря белка для организма в состоянии покоя. Физиологический минимум белка превышает коэффициент изнашивания и равен 30-45 белка в сутки.

Физиологический оптимум белка равен 80-100г белка в сутки (1г/кг массы тела). Белки в организме не депонируются. Единственный источник белков, обеспечивающих все потребности организма – белки пищи.

Для оценки поступления белка и его разрушения в организме существует азотистый баланс. В норме должно иметь место азотистое равновесие.

Азотистый баланс – это соотношение количества азота, поступившего с пищей и выделенного из организма. Если количество азота, поступающего в организм с пищей, равно количеству азота, выводимого из организма, то организм находится в состоянии азотистого равновесия.

Если в организм поступает больше азота, чем выделяется, то это свидетельствует о положительном азотистом балансе. При этом синтез белка преобладает над его распадом. Устойчивый положительный азотистый баланс наблюдается всегда при увеличении массы тела. Отмечается в период роста организма, во время беременности, в периоде выздоровления после тяжелых заболеваний, а также при усиленных спортивных тренировках, сопровождающихся увеличением массы мышц. В этих условиях происходит задержка азота в организме (ретенция азота).

Когда количество выведенного из организма азота превышает количество поступившегося азота, говорят об отрицательном азотистом балансе. Оно возникает при белковом голодании, при питании неполноценными белками, когда в организм не поступает какие – либо из незаменимых аминокислот.

Необходимо потребление не менее 0,75г белка на 1 кг массы тела в сутки, что для взрослого человека массой 70 кг составляет не менее 52,5г полноценного белка. Для полного удовлетворения потребности организма в белке в сутки человек должен получить 80-100 г белка, в том числе 30г животного происхождения, а при физических нагрузках – 130 -150г. У детей, беременных и кормящих женщин эти нормы должны быть выше.

Регуляция обмена белков. Обмен белков регулируется вегетативной нервной системой. Симпатическая система стимулирует гликогенолиз и расщепление белков, а парасимпатическая – гликогенез и синтез белка.

Гуморальная регуляция обмена белков осуществляется рядом гормонов.

Соматотропный гормон гипофиза во время роста организма стимулирует увеличение массы всех органов и тканей. У взрослого человека он обеспечивает синтез белка за счет повышения проницаемости клеточных мембран для аминокислот, усиления синтеза РНК в ядре клетки и подавления синтеза внутриклеточных протеолитических ферментов.

Инсулин оказывает прямое и косвенное влияние на процессы белкового метаболизма: способствует транспорту аминокислот в клетки, а также, регулируя обмен углеводов, обеспечивает энергией процесс синтеза белка. При недостатке инсулина усиливается распад белков, которые идут на синтез углеводов.

Гормоны коры надпочечников – глюкокортикоиды усиливают распад белков в тканях, особенно в мышечной и лимфоидной. В печени наоборот, стимулируют синтез белков.

Гормоны щитовидной железы – тироксин и трийодтиронин повышают основной обмен и синтез белка и благодаря этому могут активизировать рост, развитие и дифференциацию тканей и органов.

При недостаточности половых желез, надпочечников, тимуса происходит нарушение белкового обмена. Важную роль в регуляции белкового обмена играет кора больших полушарий.