Обмен белков
ПЛАН
Введение……………………………………………………………………...3
1. Биологическая роль белков………………………………………..….4
2. Источники поступления белков………………………………………9
3. Этапы обмена белков. Переваривание белков……………………...10
Заключение………………………………………………………………….18
Список литературы …………………………………………………………19
Введение
Одним из важнейших компонентов пищи является белок.
Белки – сложные высокомолекулярные органические соединения, состоящие из аминокислот. Для нормальной жизнедеятельности организма и его высокой работоспособности необходимо, чтобы в пища содержала достаточное количество белка высокого качества.
Качество пищевого белка определяется его биологической ценностью и усвояемостью. Биологическая ценность зависит от содержания и соотношения входящих в состав белков незаменимых аминокислот и отражает степень соответствия аминокислотного состава белка потребностям организма. Усвояемость белка определяется количеством белка (в %), усвоенным организмом из различных пищевых продуктов. Усвояемость белка продуктов животного происхождения – более 90%, растительного происхождения – около 70%. Таким образом – белок продуктов животного происхождения обладает более высоким качеством по сравнению с продуктами растительного происхождения, т.к. в нем содержатся все незаменимые аминокислоты и он лучше усваивается.
Особенно большое значение имеет достаточное содержание белка для растущего организма, т.к. белку принадлежит основная пластическая роль. Именно белковая часть рациона является источником роста, восстановления и обновления протоплазмы клеток и тканей.
1. Биологическая роль белков
Белки (протеины) – это сложные высокомолекулярные азотсодержащие соединения, состоящие из аминокислот. Набор и последовательность аминокислот в белке характеризуют как его биохимическую специфичность, так и ценность в питании. Из нескольких десятков известных в настоящее время аминокислот в составе пищевых продуктов содержится 20.
Аминокислоты, из которых состоят белки, делят на заменимые и незаменимые. Незаменимые аминокислоты обязательно должны поступать с пищей в необходимых количествах и в определенных соотношениях. Заменимые аминокислоты могут претерпевать в организме взаимопревращения или образовываться из незаменимых в результате различных биохимических превращений (реакции переаминирования, синтез из небелковых соединений с использованием аммиака в качестве источника азота). К незаменимым аминокислотам относятся аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, триптофан, фенилаланин, треонин (причем аргинин и гистидин считаются незаменимыми для детей в возрасте до 3 лет). Заменимые аминокислоты: аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота, глицин, глутаминовая кислота, глутамин, серин, цистин, тирозин, пролин.
Белки организма человека выполняют жизненно важные функции: пластическую, энергетическую, каталитическую, регуляторную, защитную, транспортную, рецепторную.
1. Пластическая функция - основная функция белка в организме. Белки являются незаменимым строительным материалом, обеспечивают рост и развитие организма. Все клеточные мембраны и мембраны субклеточных структур содержат белок, роль которого многообразна.
2. Другая важная функция белков – каталитическая. В основе всех жизненных процессов лежат тысячи химических реакций, биологическая эффективность которых осуществляется благодаря присутствию особых биологических катализаторов – ферментов, представляющих собой специфические белки.
3. Регуляторная функция белков связана с синтезом гормонов, которые имеют белковую природу. Гормоны - это биологически активные вещества, которые в ничтожно малых количествах оказывают выраженное влияние на обмен веществ.
4. Велика роль белков в транспорте веществ в организме. Имея различные функциональные группы, белки связывают и переносят с током крови многие соединения. Это, прежде всего, гемоглобин, переносящий кислород из легких к клеткам. Белки сыворотки крови – альбумины – способствуют переносу жирных кислот, а липопротеид переносит липиды.
4. Многие белки обладают сократительной функцией. Это, прежде всего, актин и миозин, входящие в состав мышечного волокна высших организмов.
5. Запасная функция. Белки образуют комплексы с другими нутриентами и это свидетельствует еще об одной функции белка – запасной. Депонируется, т.е. откладывается про запас, например, железо в селезенке в виде комплекса с белком ферритином. При постоянном распаде гемоглобина железо не выводится из организма, а сохраняется в виде ферритина. По мере необходимости для синтеза нового гемоглобина железо берется из этого своеобразного депо.
7. Защитная функция. Участвуют в образовании антител.
8. Энергетическая. 1г – 4 ккал
9. Рецепторная функция. Известно, что многие гормоны, активно влияющие на обмен веществ, не проникают в клетку, а связываются со специфическими белками, находящимися на поверхности клеточных мембран. Этот белок-рецептор одним концом контактирует с гормоном, а другим – с ферментом на внутренней мембране. После связывания с гормоном конфигурация рецепторного белка изменяется, что переводит фермент внутри клетки в активное состояние. Это способствует передаче гормонального влияния внутрь клетки.
Потребность в белке зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности, климатических и национальных особенностей и др. Наиболее тщательно изучены и подробно разработаны данные о минимальной потребности человека в белке. Для этой цели используется метод определения азотистого баланса. При определенном минимальном поступлении белка с пищей устанавливается азотистое равновесие, т.е. количество экскретируемого различными путями азота становится равным его поступлению с пищей. Если количество белка в составе пищевого рациона недостаточно, то устанавливается состояние отрицательного азотистого баланса, свидетельствующее о том, что расход тканевых белков превышает поступление их с пищевым рационом.
Согласно физиологическим нормам питания, действующим в нашей стране, общее количество белка в рационах питания детей должно составлять удвоенное количество по сравнению с обеспечивающим азотистый баланс или азотистое равновесие, а для взрослого населения -1,5 количество. Для дошкольников - 53- 69 г, для школьников - 77-98 г, для взрослого населения: у женщин - 58-87 г и у мужчин - 65-117 г (в зависимости от их профессиональной деятельности).
В целом за счет белков должно обеспечиваться 14% калорийности рациона.
Наряду с общим количеством белка нормируется и количество белков животного происхождения, т.к. они являются полноценными белками, т.е. содержат все незаменимые аминокислоты - валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин и фенилаланин. Белки животного происхождения должны составлять не менее 60% для детей и не менее 55% - для взрослых.
Среди незаменимых аминокислот наибольшее значение для организма человека имеют триптофан, лизни и метионин. Оптимальным соотношением этих аминокислот в суточном рационе питания является 1:3:3, что соответствует их соотношению в женском молоке и усредненному аминокислотному составу тела человека. Если эти аминокислоты поступают в ином соотношении, то синтез белка в организме человека идет на уровне той аминокислоты, которой меньше всего, а оставшиеся неиспользованными аминокислоты выводятся из организма.
Биологическая роль трех наиболее дефицитных незаменимых аминокислот:
1. Метионин участвует в жировом обмене (регулирует обмен жиров-фосфатидов), являясь одним из лучших литотропных веществ, предупреждающих ожирение печени. Метионин является лучшим донатором метальных групп для синтеза холина - этого антисклеротического фактора. Метионин предохраняет от тяжелых поражений при лучевом воздействии и от действия бактериальных токсинов. Способствует более полному проявлению действия витамина В12, фолиевой кислоты и т.д.
Хорошим источником метионина является молочный белок "казеин", который содержит до 3% метионина. Много его содержится в белках трески, яиц, мяса, т. е. в белках животных продуктов.
В природе самое высокое содержание серосодержащих аминокислот (метионин+цистин) в зернах подсолнуха.
2. Лизин - тесным образом связан с кроветворением. При его недостатке уменьшается число эритроцитов и количество Нв.
Кроме того, при его недостатке отмечается нарушение кальцификации костей, истощение мышц. Лизин необходим для роста молодых организмов.
Основным источником лизина является молочный белок. Творог содержит его 1,5%. Имеется также в мясе животных.
3. Триптофан является аминокислотой, необходимой для синтеза в организме никотиновой кислоты (РР), гемоглобина, образования сывороточных белков. Ростовый фактор. Чем меньше возраст, тем выше потребность в триптофане (1,0).
Но триптофан набрать в достаточном количестве довольно трудно, т.к. в 100 г мяса, яиц его содержится только 0,2 г.
В молоке триптофан находится в альбумине, который при нагревании свыше 70 С денатурируется и выпадает в осадок на стенке посуды, следовательно, теряется и триптофан. Поэтому важно так обрабатывать молоко, чтобы не было потери альбуминов. Лучше всего, конечно, употреблять сырое молоко от здоровой коровы.
Продукты - источники полноценного белка (в %):
мясо - 16-22
рыба - 14-20
птица - 16-24
яйца - 12,5
яичный порошок - 52
молоко - 3,4
творог тощий - 17,5
творог жирный - 13
сыры разные - 18-25
Менее полноценными по аминокислотному составу являются белки из продуктов растительного происхождения. Но неполноценность аминокислотного состава растительных белков компенсируется при питании смешанной пищей и особенно за счет рационального подбора различных продуктов растительного и животного происхождения.
Кроме того, среди растительных продуктов есть бобовые, содержащие большое количество полноценных белков (в %):
горох - 19,8
фасоль - 19,6
чечевица - 20,4
мука гороховая - 22,0
мука соевая обезжиренная - 41,4
Белки этих продуктов имеют в достаточном количестве особенно ценные аминокислоты, такие как триптофан, лизни, метионин, а соя содержит этих аминокислот даже больше, чем мясо, а метионина в ней столько же, сколько и в твороге.
Недостаточное поступление белка в организм сказывается на функции всех систем: ферментной, эндокринной, иммунной, кроветворной, нервно-рефлекторной, детоксицирующей. При недостаточном поступлении белков с пищей нарушаются обменные процессы витаминов и минеральных веществ.
При длительном недостаточном поступлении белков с пищей у детей развивается заболевание, носящее название болезни Квашиоркор, что в переводе с языка жителей Ганы означает "болезнь ребенка, отнятого от груди". Такое заболевание распространено в развивающихся странах Индокитая, Африки и Южной Америки. По мере роста ребенка, если сохраняется белковый дефицит, болезнь Квашиоркор переходит в заболевание взрослого - алиментарную дистрофию или алиментарный маразм. Эти заболевания являются необратимыми и приводят к смерти таких больных уже в юношеском возрасте.
При избыточном поступлении в организм белка в кишечнике усиливаются процессы гниения с образованием таких токсичных соединений как индол, скатол. Нарушается ряд обменных процессов с накоплением в организме пуриновых соединений, уратов, что может способствовать развитию подагры, МКБ. В процессе обмена белков образуются соединения, обладающие возбуждающим действием на ЦНС – в питании детей рекомендуется использовать основное количество мясных продуктов в первую половину дня (Сетко Н.П., Сетко А.Г., Фатеева Т.А., Володина Е.А., Тришина С.П., Чистякова Е.С.; под общ. Ред. Н.П. Сетко. 2011).
Белки организма обновляются полностью в среднем за 80 суток, колебание в разных тканях составляет от 10 до 180 суток. Интенсивность обновления белка в ткани можно оценить по коэффициенту изнашивания Рубнера. Это минимальный распад белка ткани в состоянии покоя на килограмм массы тела в сутки при отсутствии белков в пище и поступлении достаточного количества других веществ. В норме коэффициент изнашивания составляет 0,028-0,075 граммов азота на килограмм массы тела в сутки. Этот коэффициент позволяет определить белковый минимум - 40 г в сутки. Однако белковый оптимум составляет около 100 г белка в сутки, т.к. белки используются не только для восстановления разрушенных тканей, но и для энергетических и иных целей.
Потребность в белке зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности, климатических и национальных особенностей и других факторов. Согласно физиологическим нормам питания, общее количество белка в рационах детей должно составлять удвоенное количество по сравнению с минимумом, обеспечивающим азотистое равновесие, а для взрослого населения – полуторное количество. Для детей от года до 7 лет – 36-54 г, для школьников - 63-87 г; для взрослого населения: у женщин - 58-87 г и у мужчин - 65-117 г (в зависимости от их профессиональной деятельности).
Качество пищевого белка определяется его биологической ценностью и усвояемостью. Биологическая ценность зависит от содержания и соотношения входящих в состав белков незаменимых аминокислот и отражает степень соответствия аминокислотного состава белка потребностям организма. Усвояемость белка определяется количеством белка (в %), усвоенным организмом из различных пищевых продуктов. Усвояемость белка продуктов животного происхождения – более 90%, растительного происхождения – около 70%. Таким образом – белок продуктов животного происхождения обладает более высоким качеством по сравнению с продуктами растительного происхождения, т.к. в нем содержатся все незаменимые аминокислоты и он лучше усваивается. Поэтому наряду с общим количеством белка нормируется и количество белков животного происхождения, т.к. они являются полноценными белками, т.е. содержат все незаменимые аминокислоты. Белки животного происхождения в суточном пищевом рационе должны составлять от общего количества белка не менее 60% для детей и не менее 55% - для взрослых.
Менее полноценными по аминокислотному составу являются белки из продуктов растительного происхождения. Но неполноценность аминокислотного состава растительных белков компенсируется при питании смешанной пищей и, особенно за счет рационального подбора различных продуктов растительного и животного происхождения. Кроме того, среди продуктов растительного происхождения есть бобовые и соевые, содержащие большое количество полноценных белков. Белки этих продуктов имеют в достаточном количестве особенно ценные аминокислоты, такие, как триптофан, лизин, метионин, а соя содержит этих аминокислот даже больше, чем мясо, а метионина в ней столько же, сколько и в твороге. Продукты, содержащие белки животного и растительного происхождения, приведены в приложении 2. Наиболее быстро перевариваются белки молока и рыбы, затем мяса, хлеба и круп. Тепловая обработка продуктов ускоряет перевариваемость белков, хотя длительная тепловая обработка может ухудшить их усвоение.
Одним из наиболее доступных методов изучения биологической ценности белка является расчет аминокислотного скора. Он заключается в вычислении процентного содержания каждой незаменимой аминокислоты в исследуемом белке (продукте) по отношению к количеству этой же аминокислоты в белке, принимаемом в качестве стандартного, по формуле
Аи.б.
Са = ---------- 100,
Ас.б.
где Са - аминокислотный скор, %; Аи.б., Ас.б. - любая незаменимая аминокислота в 1 г соответственно исследуемого и стандартного белка, мг.
В качестве стандартного белка для новорожденных используется белок грудного молока, для более старших детей и взрослых - белки яйца, молока (казеин) или эталонный белок. Аминокислота, скор которой минимален, считается лимитирующей биологическую ценность белка.