Недостаток белка в организме и питание. Значение и роль белков для организма На сколько процентов человек состоит из белка

Невозможно жить без воды, воздуха, а без белка организм вообще не сможет функционировать. В каждом органе и системе есть белок, какой необходим для роста и развития. Что мы едим, влияет на нас, какое количество витаминов, микроэлементов, полезных веществ попадает в организм, такое и здоровье нам обещается.

Функции белков разнообразны, каждый вид этого соединения в организме влияет на свою сферу обитания. Белок в организме человека принимает участие в процессах роста, что самое главное для полноценного развития, также обеспечивает процесс репликации молекулярных составов ДНК/РНК.

Хотите похудеть? Белок поможет скинуть вес, нарастить мышечную массу, отрастить волосы, сделать кожу шелковистой и ухоженной.

Определимся, что такое белок

Белок еще называют протеинами или полипептидами. Белок в организме человека - это органическое вещество, содержащее аминокислоты, которые соединяются в специфическую цепочку и образующие пептидные связи. В организме человека код белка определяется ДНК.

Белки подразделяются на множество видов, каждый может отличаться структурой и направленность. В основном, белок имеет 20 различных аминокислот в своем составе. 8 аминокислот не могут синтезироваться в организме, поэтому их пополнение ложиться полностью на пищу.

Эти 8 аминокислот носят название незаменимых, жизненно важных: валин, лейцин, изолейцин, метионин, триптофан, лизин, треонин, фенилаланин.

Функции белка для организма человека

В каждой клетке нашего организма есть белок, он необходим для многих процессов, происходящих в организме, в первую очередь для построения ДНК, для расщепления жиров. Рассмотрим основные функции белка:

защитная функция организма объясняется работой иммунной система, которая при негативном воздействии начинает вырабатывать антитела, являющиеся также белками.
особенную роль белок играет для свертываемости крови -фибриноген;
белки транспортируют вещества, компоненты: например, гемоглобин, который переносит кислород;
белок в организме человека питает плод в лоне матери: белок яйца - альбумин и белок молока - казеин называются резервными белками;
гормоны - это тоже белки или продукт их соединительной цепочки;
сокращение мышц в теле обеспечивается белками актином и миозином;
чтобы организму построить соединительную ткань, необходим белок коллаген.

Белки или ферменты обеспечивают протекание таких процессов как дыхание, обмен веществ, пищеварение. Родопсин - это светочувствительный белок, обеспечивает зрительный процесс - изображение на сетчатке формируется с его помощью. Эластин - белок, которые позволяет работать кровеносным сосудам, содержится в стенках.

Разновидности белка и его польза

Источник поступления в организм разделяет белок на: растительный и животный. Многие задаются вопросом: что полезнее и безопаснее? Растительного происхождения белок быстрее и легче воспринимается организмом, но в потреблении белка животного происхождения пользы больше из-за увеличенного количества нужных организму компонентов.

Продукты, в которых содержится белок животного происхождения: мясо (говядина, кролик, телятина, свинина), рыба, молочные продукты, яйца. Продукты, в которых содержится белок растительного происхождения: злаки, цельнозерновые культуры, соя, орехи, бобовые (горох, фасоль, чечевица), фрукты - яблоки, груши, смородина. Чтобы польза от питания стала увеличиваться, лучше соединять во время одного приема пищи бобовые, мясомолочные продукты и зерновые культуры.

Если наблюдаются заболевание почек, почечная недостаточность, например, или нарушение работы печени, употребление белка стоит ограничить. Специальную диету прописывает врач, который детально порекомендует: как питаться, что лучше употреблять и в каких количествах.

Белок в организме человека особенно важен, если есть постоянные физические нагрузки, чтобы быстрее наращивать мышечную ткань. Также показано употреблять белок девушкам при похудении, чтобы калорий затрачивалось больше на переваривание, чем при получении от белковой пищи.

Белки - природные полипептиды с огромной молекулярной массой. Они входят в состав всех живых организмов и выполняют различные биологические функции.

Строение белка.

У белков существует 4 уровня строения:

первичная структура белка - линейная последовательность аминокислот в полипептидной цепи, свернутых в пространстве:

вторичная структура белка - конформация полипептидной цепи, т.к. скручивание в пространстве за счет водородных связей между NH и СО группами. Есть 2 способа укладки: α -спираль и β - структура.

третичная структура белка - это трехмерное представление закрученной α -спираль или β -структуры в пространстве:

Эта структура образуется за счет дисульфидных мостиков -S-S- между цистеиновыми остатками. В образовании такой структуры участвуют противоположно заряженные ионы.

четвертичная структура белка образуется за счет взаимодействия между разными полипептидными цепями:

Синтез белка.

В основе синтеза лежит твердофазный метод, в котором первая аминокислота закрепляется на полимерном носителе, а к ней последовательно подшиваются новые аминокислоты. После полимер отделяют от полипептидной цепи.

Физические свойства белка.

Физические свойства белка определяются строением, поэтому белки делят на глобулярные (растворимые в воде) и фибриллярные (нерастворимые в воде).

Химические свойства белков.

1. Денатурация белка (разрушение вторичной и третичной структуры с сохранением первичной). Пример денатурации - свертывание яичных белков при варке яиц.

2. Гидролиз белков - необратимое разрушение первичной структуры в кислом или щелочном растворе с образованием аминокислот. Так можно установить количественный состав белков.

3. Качественные реакции:

Биуретовая реакция - взаимодействие пептидной связи и солей меди (II) в щелочном растворе. По окончанию реакции раствор окрашивается в фиолетовый цвет.

Ксантопротеиновая реакция - при реакции с азотной кислотой наблюдается желтое окрашивание.

Биологическое значение белка.

1. Белки - строительный материал, из него построены мышцы, кости, ткани.

2. Белки - рецепторы. Передают и воспринимают сигнал, поступающих от соседних клеток из окружающей среды.

3. Белки играют важную роль в иммунной системе организма.

4. Белки выполняют транспортные функции и переносят молекулы или ионы в место синтеза или накопления. (Гемоглобин переносит кислород к тканям.)

5. Белки - катализаторы - ферменты. Это очень мощные селективные катализаторы, которые ускоряют реакции в миллионы раз.

Есть ряд аминокислот, которые не могут синтезироваться в организме - незаменимые , их получают только с пищей: тизин, фенилаланин, метинин, валин, лейцин, триптофан, изолейцин, треонин.

Главным «строительным» элементом нашего организма является белок. Его масса в нашем организме составляет приблизительно от 15 до 20 процентов. Он играет очень важную роль в нашем организме, поэтому определение его уровня имеет важное значение.

Белок определяет нужный объём крови в сосудистом русле, поддерживает её вязкость и текучесть. Белки осуществляют транспортировку эндогенных и экзогенных веществ (липиды, пигменты, минеральные компоненты, гормоны). Также он регулирует уровень рН в крови. В реакциях иммунного характера он так же принимает активное участие и является важнейшим компонентом белкового обмена в организме. Степень гемоглобина (белок) — это суммарная концентрация глобулинов и альбуминов, находящихся в сыворотке крови.

Белок выполняет такие функции в организме:

Поддерживает постоянный уровень рН крови;
Участвует в иммунных реакциях;
Принимает участие в процессе свертывания крови;
Выполняет транспортную функцию (переносит стероидные гормоны в органы и ткани, переносит билирубин и жиры).

Норма белка в организме

Различные новообразования;
Булимия, анорексия;
Коллагеноз;
Тепловые ожоги;
Нарушения, которые связаны с понижением иммунитета (системные нарушения, инфекционные заболевания);
Нарушения в работе печени и почек.

Процесс определения гемоглобина относится к биохимическому исследованию и его задача определить содержание фракций белка в крови.

Биохимическое исследование на содержание гемоглобина обязательно проводится натощак, за несколько дней до сдачи анализа рекомендовано воздержаться от приёма спиртных напитков, физиопроцедур и солнечных ванн. Рентгеновское обследование также может повлиять на результат, поэтому в течении нескольких дней до анализа его лучше не делать. Такое понятие как «общий белок» свидетельствует о его количестве в сыворотке крови и имеет определённые нормы, зависящие от возраста пациента.

Являются такие показатели:

Новорождённые — от 48 г/л до 73 г/л;
Детский возраст до 1 года — 47 — 72 г/л;
Детский возраст от 1 года до 4 лет — от 61 г/л до 75 ;
Детский возраст 5 — 7 лет — от 52г/л до 78;
Детский возраст 8 — 15 лет — от 58г/л до 76 г/л;
Возраст от 16 лет и старше — от 65г/л до 85 г/л.

Это важно! При проведении диагностирования, очень важным является определения отклонения от нормы показателя уровня общего белка, так как он указывает на нарушения водно-солевого баланса, показывает работу почек и печени, выявляет дисбаланс на микроэлементном уровне, определяет наличие острых воспалительных процессов в организме.

Бывают случаи, при которых отклонение содержания гемоглобина от нормы патологией не считается. Во время беременности, периода кормления грудью, физических нагрузок и голодании происходит снижение уровня белка в крови, которое называется гипопротеинемия. Если происходит отклонение его содержания от нормы это может говорить о каких-либо нарушения в деятельности организма. В такой ситуации необходимо проконсультироваться с врачом, который поставит диагноз и назначит лечение при необходимости.

Причины повышения уровня белка в сыворотке крови

Аутоиммунные процессы;
Инфекционные заболевания;
Онкологические процессы;
Обезвоживание организма.

Снижение уровня гемоглобина может быть связано с такими заболеваниями

Нарушение функции;
Заболевания почек;
Нарушения желудочно-кишечного тракта;
Онкологические заболевания;
Заболевания поджелудочной железы;
Воспалительные процессы;
Голодание, кровопотери, ожоги.

Снижение уровня белка также может быть связано с приёмом гормональных препаратов, гормональными нарушениями, физиологическими состояниями, связанными с длительными физическими нагрузками, периодом лактации и беременностью.

Это важно! Для постановки точного диагноза нужно выяснять не только уровень гемоглобина, но и распределение глобулинов и альбуминов по отдельным фракциям.

Белки являются важнейшими химическими соединениями, без которых жизнедеятельность организма была бы невозможной. Из белков состоят ферменты, клетки органов, тканей. Они отвечают за обменные, транспортные и многие другие процессы, проходящие в человеческом теле. Белки не могут накапливаться «про запас», поэтому должны регулярно поступать в организм. Особенное значение они имеют для людей, занимающихся спортом, ведь белки регулируют двигательные функции организма, ответственны за состояние мышц, сухожилий, костей.

Белки – это высокомолекулярные сложные органические соединения, состоящие из остатков аминокислот, соединённых особым образом. У каждого белка своя индивидуальная последовательность аминокислот, своё расположение в пространстве. Важно понимать, что белки, поступающие в организм, не усваиваются им в неизменной форме, они расщепляются до аминокислот и с их помощью организм синтезирует свои белки.

В образовании белков принимают участие 22 аминокислоты, 13 из них может превращаться одна в другую, 9 – фенилаланин, триптофан, лизин, гистидин, треонин, лейцин, валин, изолейцин, метионин – являются незаменимыми. Недостаток поступления в организм незаменимых кислот недопустим, это приведёт к нарушению жизнедеятельности организма.

Важен не только факт поступления белка в организм, но и то, из каких аминокислот он состоит!

Биосинтез белка – образование в организме нужных белков из аминокислот путём их соединения особенным видом химической связи – полипептидной цепочкой. Информацию о структуре белков хранит ДНК. Собственно синтез происходит в специальной части клетки, называемой рибосомой. Информацию от нужного гена (участка ДНК) к рибосоме передаёт РНК.

Поскольку биосинтез белка многостадиен, сложен, использует информацию, заложенную в основе человеческого существования – ДНК, то химический его синтез является трудной задачей. Учёные научились получать ингибиторы некоторых ферментов и гормонов, однако важнейшей научной задачей является получение белков с помощью генной инженерии.

Функции белков в организме

Представленная квалификация условна, ведь часто один и тот же белок выполняет несколько функций:

Структурная

Белок входит в состав частей органелл и цитоплазмы любой клетки человеческого организма. Белки соединительной ткани отвечают за состояние волос, ногтей, кожи, сосудов, сухожилий.

Ферментативная функция

Все ферменты являются белками.
Но вместе с тем, имеются экспериментальные данные о существовании рибозимов, т.е. рибонуклеиновой кислоты, обладающей каталитической активностью.

Каталитическая

Почти все 3000 ферментов, известные человечеству, состоят из белка. Большинство из них участвует в процессах расщепления пищи на простые составляющие, они же отвечают за доставку энергии к клеткам.

Рецепторная функция

Эта функция заключается в избирательном связывании гормонов, биологически активных веществ и медиаторов на поверхности мембран или внутри клеток.

Гормональная

Гормоны представлены белками, они отвечают за регулирование сложных биохимических реакций человеческого организма.

Транспортная

Транспортная функция специального белка крови – гемоглобина. Благодаря этому белку осуществляется доставка кислорода от лёгких к органам и тканям организма.

Защитная

Заключается в деятельности белков иммунной системы, называемых антителами. Именно антитела стоят на страже здоровья организма, защищая его от бактерий, вирусов, ядов, позволяют крови образовывать сгусток на месте открытой раны.

Сигнальная функция белков заключается в передаче сигналов (информации) между клетками.

Сократительная

Любое движение человека – сложная сбалансированная работа мышц. За слаженное сокращение мышц отвечают специальные белки миозин и актин.

Источники белков: животные и растительные белки

Источники белка животного происхождения:

рыба;
птица;
мясо;
молоко;
творог (подробнее: );
сыворотка;
сыры;
яйца.

Источники белка растительного происхождения:

бобовые – соя, фасоль, чечевица;
орехи;
картофель;
крупы – манка, пшено, перловка, гречка.

Нормы белка для взрослого человека

Потребность человеческого организма в белке напрямую зависит от его физической активности. Чем больше мы двигаемся, тем более быстро протекают в нашем организме все биохимические реакции. Людям, которые регулярно тренируются, требуется белка почти вдвое больше, чем среднестатистическому человеку. Недостаток белка для людей, занимающихся спортом опасен «иссушением» мышц и истощением всего организма!

В среднем норма белка для взрослого человека рассчитывается исходя из коэффициента 1 г белка на 1 кг веса, т. е. примерно 80–100 г для мужчин, 55–60 г для женщин. Спортсменам-мужчинам рекомендуется увеличивать количество потребляемого белка до 170–200 г в сутки.

Правильное белковое питание для организма

Правильное питание для насыщения организма белком заключается в сочетании белков животного и растительного происхождения. Степень усвоения белка из продуктов питания зависит от его происхождения и способа термической обработки.

Так, организмом усваиваются примерно 80% от общего поступления с пищей белков животного происхождения и 60% – растительного. В продуктах животного происхождения содержится большее количество белка на единицу массы продукта, нежели в растительных. Кроме того, в состав «животных» продуктов входят все аминокислоты, а растительные продукты в этом отношении считаются неполноценными.

Основные правила питания для лучшего усвоения белка:

Щадящий способ кулинарной обработки – варка, приготовление на пару, тушение. Жарка должна быть исключена.
Рекомендуется употреблять больше рыбы и птицы. Если очень хочется мяса – выбирайте говядину.
Следует исключить из рациона бульоны, они жирны и вредны. В крайнем случае можно приготовить первое блюдо, используя «вторичный бульон».

Особенности белкового питания для роста мышц

Спортсменам, активно набирающим мышечную массу, следует придерживаться всех вышеизложенных рекомендаций. Большую часть их рациона должны составлять белки животного происхождения. Их следует употреблять в пищу совместно с растительными белковыми продуктами, из которых особое предпочтение нужно отдать сое.

Необходимо также проконсультироваться с врачом и рассмотреть возможность употребления специальных протеиновых напитков, процент усвоения белка из которых равен 97–98%. Специалист индивидуально подберёт напиток, рассчитает верную дозировку. Это станет приятным и полезным белковым дополнением к силовой тренировке.

Особенности белкового питания, желающим похудеть

Желающим похудеть следует употреблять в пищу животные и растительные белковые продукты. Важно разделить их приём, т. к. время их усвоения разное. Следует отказаться от жирных мясных продуктов, не стоит злоупотреблять картофелем, нужно отдать предпочтение крупам со средним содержанием белка.

Среди строителей собственных мышц распространено мнение – “чем больше белка, тем лучше” и часто такие люди, не проводя подсчетов, употребляют максимально возможное количество белковых продуктов и добавок. Что говорят ученые о чрезмерном количестве белка в организме – может ли это навредить?

Норма потребления белка

Для начала следует напомнить официальные рекомендации по потреблению белка. Например, в руководстве по спортивному питанию NSCA для набора сухой мышечной массы рекомендуется кроме умеренного избытка калорий (10-15% выше нормы) потреблять 1,3-2 г/ кг массы тела в день .

А при активном фазе снижения процента жира норму потребления белка ученые рекомендуют даже увеличить – до 1,8-2 граммов / кг массы тела в день. Причем, чем ниже процент жира (например, при подготовке к соревнованиям), тем выше требования к потреблению белка. Если цель - снижение процента жира до очень низких значений, рекомендуется увеличить потребление белка до 2,3-3,1 г белка на 1 кг массы тела в сутки .

Давайте теперь узнаем, что происходит с нашим телом при больших объемах потребления белка.

Избыток белка и почки

Не задавайтесь подобным вопросом, если у вас здоровые почки, и контролируйте потребление белка, если они больны. Самый разумный подход – постепенно наращивать потребление белка до более высокого уровня в рационе, а не «прыгать двумя ногами одновременно».

Как правило, при повышенном употреблении белка рекомендуется пить больше воды . Один из доводов – уменьшение риска появления камней в почках. Однако пока нет внятного научного обоснования, почему так следует делать, но возможно это разумный подход.

Наблюдения за ведущими активный образ жизни спортсменами-мужчинами и измерение уровня мочевины, креатинина и альбумина в моче показали, что в диапазоне приема белка от 1,28 до 2,8 г/кг веса тела (то есть на уровне рекомендаций, описанных выше) никаких существенных изменений не наблюдалось (1). Впрочем, этот эксперимент продолжался всего 7 дней.

Другое исследование (2) также не показало ассоциаций между количеством потребляемого белка и здоровьем почек (у женщин в постменопаузальный период).

Исследование с участием медсестер (3) подтверждает полученные результаты. Но при этом позволяет предположить, что данные о безвредности белка не относятся к случаям заболевания почечной недостаточностью и другим болезням почек, а также, что немолочные белки животного происхождения могут быть оказаться более опасными для организма, чем другие белки .

Существует предположение, что потребление белка приводит к функциональным изменениям в почках (4). Белок может влиять на работу почек (5,6), поэтому при его употреблении существует вероятность их повреждения . Наиболее выраженные результаты были получены в ходе экспериментов на мышах (белок составлял от 10-15% до 35-45% суточного рациона за раз) (7,8).

Также в ходе одного исследования (9) с участием здоровых людей было выявлено, что удвоение объема потребляемого белка (от 1,2 до 2,4 г/кг веса тела) приводит к превышению нормы показателей белкового метаболизма в крови. Была отмечена тенденция к адаптации организма – увеличению скорости клубочковой фильтрации, но этого было не достаточно, чтобы привести к норме показатели мочевой кислоты и мочевины крови в течение 7 дней (9).

Все эти исследования, прежде всего, говорят о том, что слишком много белка приводят к слишком быстрым изменениям, а процесс постепенного наращивания объемов не ухудшает почечную функцию (10). Это значит, что целесообразнее постепенно менять объем потребления белка на протяжении относительно длительного времени.

Людям с заболеваниями почек рекомендуется использовать диеты с ограниченным употреблением белка , так как это позволит замедлить неизбежное, казалось бы, ухудшение состояния (11,12). Отсутствие контроля за потреблением белка у пациентов с заболеваниями почек ускоряет (или, как минимум, не замедляет) процесс ухудшения их работы (3).

Избыток белка и печень

Нет никаких оснований считать, что нормальные объемы потребления белка, являющегося часть обычного рациона, могут быть вредными для печени здоровых крыс и людей. Однако, существуют данные предварительных исследований, согласно которым, очень большие количества белка после достаточно длительной голодовки (более 48 часов) могут привести к острой травме печени .

При лечении заболеваний печени (цирроз) рекомендуют уменьшать потребление белка , так как он является причиной накопления аммиака в крови (13,14), что вносит свой негативный вклад в развитие печеночной энцефалопатии (15).

Как минимум, на одной животной модели было показано, что повреждения печени развиваются при цикличном чередовании 5-дневных периодов достаточного потребления белка и периодов белкового дефицита (16). Сходный эффект наблюдался при потреблении пищи, содержащей 40-50% казеина, после 48-часового голодания (17). В ходе исследований на животных (18,19) были получены предварительные доказательства того, что повышенное потребление белка (35-50%) в момент возобновления кормления после 48-часового голодания может нанести вред печени. Более короткие периоды голодания не рассматривались.

Аминокислоты – это кислоты, не так ли?

Напоминаем, что белки – это сложные органические соединения, состоящие из более мелких “кирпичиков” – аминокислот. Собственно, на аминокислоты расщепляются потребляемые в пищу белки.

Теоретически можно доказать вред аминокислот за счет их избыточной кислотности. Но клинической проблемой это не является: их кислотность слишком мала, чтобы причинить какие-либо неприятности.

Почитайте, как наше тело регулирует баланс кислотности / содержания щелочи в тексте “ “.

Избыток белка и минеральная плотность костной ткани

Анализ крупного обзорного исследования не дает никакой связи между потреблением белка и риском переломов костей (показатель их здоровья) . Исключением является ситуация, когда на фоне повышенной дозы белка в рационе общее потребление кальция падает ниже уровня 400 мг/1000 ккал ежедневно (хотя отношение рисков было довольно слабым и составило 1,51 при сравнении с самой высокой квартилью) (26). В других исследованиях сходной корреляции выявить не удалось, хотя логически этого следовало бы ожидать (27,28).

Соевый белок, похоже, сам по себе обладает дополнительным защитным эффектом для костной ткани у женщин в постменопаузе, что может быть связано с содержанием в сое изофлавонов (30).

Роль силовых тренировок

Как ни смешно, но есть исследование на эту тему на крысах. Грызуны подвергались резкому воздействию значительных доз белка в рационе, в результате чего у них наблюдалось ухудшение работы почек.

Но «тренировки с отягощениями» (видимо, одну из групп крыс “нагружали” физически) уменьшали у некоторых из них негативный эффект и оказывали защитные действие (8).

Упомянутые исследования:

1. Poortmans JR, Dellalieux O Do regular high protein diets have potential health risks on kidney function in athletes . Int J Sport Nutr Exerc Metab. (2000)
2. Beasley JM, et al Higher biomarker-calibrated protein intake is not associated with impaired renal function in postmenopausal women . J Nutr. (2011)
3. Knight EL, et al The impact of protein intake on renal function decline in women with normal renal function or mild renal insufficiency . Ann Intern Med. (2003)
4. Brändle E, Sieberth HG, Hautmann RE Effect of chronic dietary protein intake on the renal function in healthy subjects . Eur J Clin Nutr. (1996)
5. King AJ, Levey AS Dietary protein and renal function . J Am Soc Nephrol. (1993)
6. Dietary protein intake and renal function
7. Wakefield AP, et al A diet with 35% of energy from protein leads to kidney damage in female Sprague-Dawley rats . Br J Nutr. (2011)
8. Aparicio VA, et al Effects of high-whey-protein intake and resistance training on renal, bone and metabolic parameters in rats . Br J Nutr. (2011)
9. Frank H, et al Effect of short-term high-protein compared with normal-protein diets on renal hemodynamics and associated variables in healthy young men . Am J Clin Nutr. (2009)
10. Wiegmann TB, et al Controlled changes in chronic dietary protein intake do not change glomerular filtration rate . Am J Kidney Dis. (1990)
11. Levey AS, et al Effects of dietary protein restriction on the progression of advanced renal disease in the Modification of Diet in Renal Disease Study . Am J Kidney Dis. (1996)
12. }