Физиологическое значение отдельных составных частей пищи Белки

Белки – важнейшие, жизненно необходимые компоненты живого организма. Они составляют до 20 % массы человеческого тела. Главным условием существования любого живого организма является процесс самообновления белковых структур. Белки человеческого организма в течение жизни обновляются около 200 раз. Источником материала для построения собственных клеточных структур организма служат белки пищи.

Функции, выполняемые в организме. Структурной единицей белков являются аминокислоты, которые в определённых комбинациях образуют до ста тысяч разновидностей белков, которые выполняют в организме самые разнообразные функции.

1. Пластические функции построения тканей живого организма, например, белки входящие в состав ядра, протоплазмы и клеточных мембран.

2. Опорные функции выполняют белки, входящие в состав костей и хрящей.

3. Воспроизводство живой материи – белки, входящие в состав нуклеопротеидов.

4. Каталитические функции: управляют хим. реакциями, ускоряют и замедляют, белки-ферменты, например, группа ферментов оксидоредуктазы, катализирующие окисление или восстановление: каталаза, алкогольдегидрогеназа.

5. Сократительная функция мыщц: актин, миозин.

6. Транспортная функция обеспечивают перенос к тканям и органам питательных веществ, кислорода воздуха, продуктов обмена веществ, гемоглобин крови.

7. Защитные функции белки иммунных тел предохраняют организм от вторжения чужеродных тел.

Пищевая ценность белков определяется двумя факторами:

1. Аминокислотный состав;

2. Усвояемость организмом;

Для создания собственных белков организм нуждается в полном наборе аминокислот. Всего в синтезе белков участвует 20 аминокислот, но 8 из них являются незаменимыми, так как они не синтезируются в нашем организме и должны поступать с пищей. К ним относятся:

М етионин содержится в молоке, мясе, рыбе, яйцах, бобах, фасоли, чечевице и сое. Служит в организме донором метильных групп (в составе S-аденозил-метионина) при биосинтезе холина, адреналина и др., а также источником серы при биосинтезе цистеина. 2-Амино-4-(метилтио)бутановая кислота (Met)

Л изин содержится в рыбе, мясе, молочных продуктах, пшенице, орехах, но больше всего его содержится в амаранте, необходим для роста, восстановления тканей, производства антител, гормонов, ферментов, альбуминов.

Эта аминокислота оказывает противовирусное действие, особенно в отношении вирусов, вызывающих герпес и острые респираторные инфекции.

Исследования, проведенные на животных, показали, что недостаток лизина вызывает иммунодефицитные состояния.

Лизин поддерживает уровень энергии и сохраняет здоровым сердце, благодаря карнитину, который в организме из него образуется. Лизин улучшает усвоение кальция из крови и транспорт его в костную ткань, поэтому он может быть неотъемлемой частью программы лечения и профилактики остеопороза. Дефицит лизина неблагоприятно сказывается на синтезе белка, что приводит к утомляемости, усталости и слабости, плохому аппетиту, замедлению роста и снижению массы тела, неспособности к концентрации, раздражительности, кровоизлияниям в глазное яблоко, потере волос, анемии и проблемам в репродуктивной сфере. 2,6-Диаминогексановая кислота (Lys).

Валин ((S)-2-амино-3-метилбутановая кислота) (Val)

Входит в состав практически всех известных белков. Валин служит одним из исходных веществ при биосинтезе пантотеновой кислоты-Витамина B₅. Один из главных компонентов в росте и синтезе тканей тела. Вместе с лейцином и изолейцином служит источником энергии в мышечных клетках, а также препятствует снижению уровня серотонина. Опыты на лабораторных крысах показали, что валин повышает мышечную координацию и понижает чувствительность организма к боли, холоду и жаре. Используется для лечения болезненных пристрастий и вызванной ими аминокислотной недостаточности, наркоманий, депрессий (несильное стимулирующее соединение); множественного склероза, так как защищает миелиновую оболочку, окружающую нервные волокна в головном и спинном мозге. Также необходим для поддержания нормального обмена азота в организме.

Триптофан (2-амино-3-(1H-индол-3-ил)пропионовая кислота) (Trp)

Триптофан является компонентом пищевых белков. Наиболее богаты триптофаном такие продукты, как грибы, овёс, бананы, сушёные финики, арахис, кунжут, кедровый орех, молоко, йогурт, творог.

Т риптофан присутствует в большинстве растительных белков, особенно им богаты соевые бобы. Очень малое количество триптофана содержится в кукурузе, поэтому питание только кукурузой приводит к нехватке этой аминокислоты и, как следствие, к пеллагре. Одним из лучших источников триптофана является арахис, причем как цельные орехи, так и арахисовое масло. Препараты L-триптофана назначаются при расстройстве сна, чувстве страха и напряжения. Показаниями к применению также являются: комплексная терапия больных с алкогольной, опиатной и барбитуратной зависимостью с целью нивелирования проявлений абстинентного синдрома, лечение острой интоксикации этанолом, лечения маниакальной депрессии.

Ф енилаланин (2-амино-3-фенилпропановая кислота) (Phe). Входит в состав белков всех известных живых организмов. Нормализует функцию щитовидной железы. Значительная часть фенилаланина идёт на производство дипептида аспартама — синтетического сахарозаменителя, активно использующегося в пищевой промышленности, чаще в производстве жевательной резинки и газированных напитков. Употребление таких продуктов противопоказано лицам, страдающим фенилкетонурией (превращение фенилаланина в тирозин нарушено, и в организме происходит накопление фенилаланина и его метаболитов).

Лейцин ((S)-2-амино-4-метилпентановая кислота) Leu Данная аминокислота содержится в лесных орехах, бобах, соевой муке, коричневом рисе, яичных белках, мясе (филе говядины, лосось, куриные грудки) и цельной пшенице.

1. с нижает уровень сахара в крови;

2. обеспечивает азотистый баланс, необходимый для процесса обмена белков и углеводов;

3. предотвращает появление усталости, связанное с перепроизводством серотонина;

4. необходим для построения и нормального развития мышечных тканей;

5. является специфическим источником энергии на клеточном уровне;

6. участвует в синтезе протеина;

7. укрепляет иммунную систему;

8. способствует быстрому заживлению ран.

И золейцин (2-Амино-3-метилпентановая кислота) (Ile). К пищевым источниками изолейцина относятся миндаль, кешью, куриное мясо, турецкий горох, яйца, рыба, чечевица, печень, мясо, рожь, большинство семян, соевые белки. Необходим для синтеза гемоглобина. Также стабилизирует и регулирует уровень сахара в крови и процессы энергообеспечения. Метаболизм изолейцина происходит в мышечной ткани. Изолейцин - одна из трех разветвленных аминокислот, нужна спортсменам, так как увеличивает выносливость и способствуют восстановлению мышечной ткани.

Треонин (2-амино-3-гидроксибутановая кислота) (Thr). Основными пищевыми источниками треонина являются мясные продукты.

• важна для синтеза коллагена и эластина;

• помогает работе печени;

• участвует в обмене жиров в комбинации c метионином;

• Треонин повышает уровень иммунитета;

• Треонин участвует в образовании антител.

По аминокислотному составу белки делятся на 3 группы:

1. Белки высокой биологической ценности (содержат все незаменимые аминокислоты, в выгодных для организма пропорциях). Это белки животного происхождения: яйца, коровье молоко, сыр, мясо, рыба.

2. Белки невысокой биологической ценности (содержат все незаменимые аминокислоты, в невыгодных для организма пропорциях). Это белки злаковых культур.

3. Неполноценные белки, в которых отсутствует хотя бы одна аминокислота.

Для определения биологической ценности белков предложена стандартная аминокислотная шкала. С этой целью определяют содержание всех аминокислот в исследуемом продукте и сравнивают с «идеальным» белком. Эту величину называют аминокислотным скором. В природе не существует белка, идеального по содержанию всех незаменимых аминокислот, хотя белки куриного яйца и женского молока имеют скор для всех незаменимых аминокислот, близкий к 100%.

Усвояемость. Расщепление белков начинается в желудке. Хлороводородная кислота желудочного сока активирует пепсиноген, превращая его в пепсин (pH 1.5-2.5), оказывает денатурирующее действие на белки пищи и вызывает их набухание, облегчая процесс расщепления до пептидов различной молекулярной массы. Дальнейшее расщепление белков происходит в тонком кишечнике. Сок поджелудочной железы (pH 7.5-8.5) содержит протеолитические ферменты трипсин, химотрипсин и другие протеазы, под действием которых полипептиды превращаются в отдельные аминокислоты, которые всасываются через стенки кишечника в кровь и лимфу. Белки животного происхождения усваиваются на 97 %, растительного – 83 %.

Рекомендуемые нормы потребления. О характере белкового обмена судят по азотистому балансу, сравнивая количество белкового азота, введённого в организм с пищей за сутки, с количеством азота, выведенного из организма с мочой. При нормальном обмене веществ и полноценном питание в организме обеспечивается азотистое равновесие. В молодом растущем организме наблюдается положительный азотистый баланс, так как преобладают пластические процессы формирования тканей и органов. В пожилом возрасте азотистый баланс может стать отрицательным, что свидетельствует о нарушении обмена веществ. Согласно данным ВОЗ следует потреблять не менее 1.1-1.3 г белка на 1 кг массы тела. Причём примерно 50 % белка должно приходиться на белок животного происхождения.

Липиды

Л ипиды – это смесь органических соединений, близких по физико-химическим свойствам. Широко распространены в природе, так как являются обязательными компонентами каждой клетки. Важнейшими представителями простых липидов являются ацилглицерины (глицериды) – сложные эфиры глицерина и высокомолекулярных карбоновых кислот, которые называются маслами и жирами. При всём своём многообразии жиры отличаются друг от друга природой входящих в их состав жирных кислот и их положением. Жирные кислоты подразделяются на предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщенные). Из насыщенных жирных кислот наиболее часто встречаются пальмитиновая и стеариновая, которые придают жирам твердую консистенцию:

1. Пальмитиновая (Гексадекановая кислота)

2. С теариновая (Октадекановая кислота)

3. Масляная (Бутановая кислота)

4. К апроновая (Гексановая кислота)

5. М иристиновая (Тетрадекановая кислота)

Непредельные жирные кислоты широко распространены в растительных маслах, жире морских животных и рыб, имеют жидкую консистенцию при комнатной температуре, легко окисляются и обладают высокой биологической активностью:

1. О леиновая кислота (цис-9-октадеценовая кислота), содержание олеиновой кислоты в оливковом масле — до 81 %, в арахисовом — до 66 %, в подсолнечном — до 40 %, в говяжьем жире 41-42 %, в свином — 37-44 %, в тресковом — 30 %.

2. Линолевая кислота (9,12-октадецдиеновая кислота). В виде триглицерида линолевая кислота в значительных количествах (до 40-60 %) входит в состав многих растительных масел и животных жиров, например соевого, хлопкового, подсолнечного, льняного, конопляного масел, китового жира, говяжьего жира 2,0—5,0; бараньего 3,0—4,0; свиного 3,0—8,0.

3. Линоленовая кислота (9,12,15-октадецтриеновая кислота). В виде триглицерида содержится во многих растительных маслах, например, в льняном (до 61 %), горчичном (до 14 %), перилловом (до 55 %),конопляном, соевом и др.

4. Арахидоновая кислота (цис-5,8,11,14-эйкозатетраеновая). Омега-6-ненасыщенная жирная кислота. Для некоторых животных является незаменимой, например для кошек. Человеческий организм может самостоятельно синтезировать её из незаменимой омега-6-ненасыщенной линолевой жирной кислоты. Содержится в мозге, печени и молочном жире млекопитающих.

5. Э йкозапентаеновая кислота. Полиненасышенная жирная кислота (ПНЖК) класса Омега-3 входит в состав липидов большинства тканей животных. Один из главных компонентов комплексных липидов. Большое количество ЭПК содержится в рыбных жирах, морских моллюсках, диатомовых и бурых водорослях. В пищевой рацион человека ЭПК попадает с жирной рыбой - сельдью, скумбрией, лососем, сардинами или печенью трески. Главным и наиболее ценным источником ЭПК является лосось.

6. Д окозагексаеновая кислота. Большое количество содержится в рыбных жирах лосося и атлантической сельди, зоопланктоне и льняном масле. Относится к наиболее ценным для здоровья человека ПНЖК Омега-3. ДГК не только предотвращает накопление жира в организме, но и абсолютно важна для формирования мозга и зрения ребенка, полезна для мозгового кровообращения. В период активного роста мозга плода и младенца — в третьем триместре беременности и в период грудного вскармливания — ДГК является условно эссенциальной жирной кислотой для ребенка и должна поступать в адекватном количестве через плаценту и с грудным молоком матери, что возможно лишь при наличии ее достаточных запасов в организме беременной и кормящей женщины. По рекомендации международного научного сообщества, женщины должны потреблять не менее 200 мг в день в период беременности и лактации. ДГК главный компонент серого вещества мозга, сетчатки глаза, яичек, спермы и клеточных мембран. С недостатком ДГК в организме специалисты связывают риски развития депрессивных состояний и попыток суицида, а также расстройство внимания.

Незаменимые жирные кислоты нам необходимы потому, что они являются материалом для выработки организмом различных эйкозаноидов. Эти гормоноподобные химические вещества, многие из которых также называют простагландинами, имеют огромное значение для нашего здоровья. Эйкозаноиды - это распределители энергии в организме. Они снижают кровяное давление, регулируют температуру тела, расширяют или сужают просветы бронхов, распоряжаются выработкой гормонов и чувствительностью нервных волокон. И это далеко не все. Отсюда следует, что мы способны в огромной степени улучшать свое здоровье, отбирая жиры, из которых образуются полезные эйкозаноиды. Классифицируя их таким способом, мы получаем три семейства жиров:Омега-3, Омега-б и Омега-9. Жиры первых двух типов обладают самой сильной способностью образовывать эйкозаноиды. Жиры Омега-9 не настолько важны и не являются незаменимыми, однако они тоже полезны. Для хорошего здоровья необходимо поддерживать диетический баланс между двумя главными классами жирных кислот - Омега-3 и Омега-6 - тогда эйкозаноиды в организме также будут сбалансированы. В состав Омега-3 жиров входят три особых незаменимых жир ных кислоты. Это альфа-линоленовая кислота, эйкозопентаеновая кислота (ЭПК) и докозогексаеновая кислота (ДГК). Льняное масло - очень хороший источник добавок альфа-линоленовой кислоты. В меньшей степени ее содержат масло канолы и масло грецкого ореха. По содержанию ЭПК и ДГК ничто не сравнится с холодноводной рыбой и рыбьим жиром. Из класса Омега-6 происходят две другие незаменимые жирные кислоты - линолевая и сверхцелебная гамма-линоленовая. Линолевая кислота содержится в подсолнечном и кукурузном маслах. Гамма-линоленовая кислота (ГЛК) входит в состав добавок масла энотеры (примулы весенней, анагрика, ослинника) и масла бурачника, и неоценима при диабете, артрите, кожных болезнях и рассеянном склерозе. Однако не налегайте на обычные жиры Омега-6. Это особенно важно потому, что кукурузное и другие аналогичные масла и так повсеместно потребляются в избытке. Это может привести к избыточной концентрации в организме определенных воспалительных эйкозаноидов, которые способны, среди прочих нежелательных вещей, сужать кровеносные сосуды, уменьшать просвет бронхов и повышать кровяное давление. Чрезмерное потребление этих масел сильно коррелирует с подавлением иммунной функции, раком и такими воспалительными заболеваниями, как астма и артрит. Что характерно, все виды эйкозаноидов вырабатываются из одного и того же сырья - линолевой кислоты. Качество же эйкозаноидов зависит от содержания в пище альфа-линоленовой и гамма-линоленовой кислот. Гамма-линоленовая кислота (ГЛК): хороший жир Омега-6 Только жиры Омега-6 могут превращаться в гамма-линоленовую кислоту (ГЛК), которая хоть и не считается незаменимой жирной кислотой, с практической точки зрения является жизненно необходимым питательным веществом. Без нее мы не смогли бы вырабатывать простагландин Е1 (сокращенно ПГЕ1) - подлинную суперзвезду среди эйкозаноидов, одно из величайших защитных средств организма в борьбе с преждевременным старением, болезнями сердца, раком, артритом, аллергиями, астмой, аутоиммунными заболеваниями и многими другими напастями. Очевидно, где-то тут должна быть зацепка. Как же может избыток масел Омега-6 быть связан с повышенным риском определенных заболеваний, в то время как жирная кислота, происходящая из этих масел, оказывает лечебную помощь против тех же самых нарушений здоровья? Тут есть одно узкое место, и оно носит название дельта-6-десатураза (Д6Д). Без этого фермента жиры Омега-6 не могут превращаться в ГЛК. По сути дела, у многих из нас нет достаточного количества Д6Д. Мы теряем этот фермент с возрастом и подавляем его активность, если потребляем много сахара, алкоголя, маргарина. Для выработки Д6Д необходима помощь витаминов С, В3 и В6, а также цинка и магния; недостаток любого из этих питательных веществ приводит к снижению выработки этого фермента в организме. Подавляющее большинство из нас попадают в ту или иную из этих категорий недостаточности Д6Д, и всем нам без исключения, вероятно, стоило бы использовать больше ценного конечного продукта этого фермента - гамма-линоленовой кислоты. Гамма-линоленовая кислота способствует: Восстановлению иммунной системы; Снижению уровня холестерина; Увеличивали втрое ожидаемую продолжительность жизни пациентов с раком поджелудочной железы; Оказывает помощь при воспалительных заболеваниях, особенно при артрите. Здоровье кожи. ГЛК славится тем, что делает кожу гладкой и упругой, добавки помогают легко избавиться от ломких и расслаивающихся ногтей. Борится с ожирением. Хотя некоторые авторы доказывали, что ГЛК конкурирует с жирами Омега-3 и делает их менее эффективными, на самом деле их действие является синергическим. Поэтому целесообразно использовать одновременно и жиры Омега-3, и ГЛК, чтобы дать организму все необходимое сырье для синтеза наиболее нужных ему эйкозаноидов.

Все жиры имеют ряд общих свойств: они не растворимы в воде, но растворимы в ряде органических растворителей (бензин, бензол, хлороформ). В присутствии ПАВ образуют с водой стойкие эмульсии. Это свойство широко используется при приготовлении пищевых эмульсий – маргаринов, майонезов. При хранении в неблагоприятных условиях (при повышенной температуре, на свету) жиры прогоркают, в них появляются свободные одноосновные кислоты – муравьиная, уксусная, масляная, кетоны, перекиси, альдегиды.

По содержанию ПНЖК жиры делятся на 3 группы:

1. Растительные масла с высоким содержанием ПНЖК (50-80%): подсолнечное, соевое, кукурузное, хлопковое;

2. Жиры средней биологической активности 15-22 %: масло оливковое, сало свиное, жир куриный;

3. С содержанием ПНЖК 5-6 %: бараний, говяжий, молочный.

Потребность организма в ПНЖК составляет 5-10 г в сут, что соответствует 20-30 г растительных масел. Для покрытия энергетических затрат организма и построения его клеточных структур необходимо 80-100 г жира в сут (растительное масло, мясо, в рыбу,в молоко).

Усвояемость. Попадая в организм жиры подвергаются гидролитическому расщеплению на глицерин и жирные кислоты. Переваривание жиров идёт в тонком кишечнике. В двенадцатиперстную кишку поступают сок поджелудочной железы и желчь. Липаза, содержащаяся в соке поджелудочной железы, под влиянием желчных кислот переходит в активное состояние, соли желчных кислот переводят жир в эмульгированное состояние, в результате чего жир гидролизуется. Образовавшийся глицерин хорошо растворяется в воде и быстро всасывается стенками кишечника. Всасывание нерастворимых в воде жирных кислот идёт при участии желчных кислот, которые образуют с ними растворимые в воде комплексные соединения. Усвояемость жира зависит от температуры его плавления. Если температура плавления ниже 36^оС, то жир усваивается на 97-98 %. Тугоплавкие жиры (говяжий, бараний), у которых температура плавления выше45-50 ^оС усваиваются организмом плохо.