Весь белок в мельчайших подробностях

Основным строительным материалом для организма служат белки, составляющие 15 — 20% массы тела. В природе существует примерно огромное количество различных белков. В организме человека насчитывается около пяти миллионов разнообразных белков. Именно из белков в основном построены клетки — протоплазма, органоиды, мембраны, а также межклеточное вещество.

Молекулы белка, имея различное строение, выполняют в организме многочисленные и самые разнообразные функции.

Специальный сократительный белок — миозин, составляющий мышечную ткань, обеспечивает передвижение организма, сердечную деятельность, движение крови по сосудам, перистальтику кишечника и т. д. Белок хряща и костей — коллаген придает гибкость и прочность скелету. Белок кожи — кератин защищает поверхность тела от механических, температурных, лучевых и иных воздействий и препятствует проникновению микробов в организм. Белок состоит из небольшого количества элементов — углерода, азота, кислорода, водорода. В состав некоторых белков входят также сера и фосфор.

Белки состоят из аминокислот. Первая аминокислота была открыта в 1820 году, полный аминокислотный состав белков расшифрован лишь к 30-м годам XX века. Из известных 200 аминокислот всего 20 в различных сочетаниях образуют миллионы белков.

Отличаются аминокислоты радикалом (R), классифицируются в зависимости от его природы (хотя предложены и другие классификации аминокислот, например, в зависимости от их электрического заряда). Все аминокислоты обладают некоторыми общими свойствами. Они прекрасно растворяются в воде, могут вступать в химическую связь с кислотами и щелочами. Эти и ряд других особенностей аминокислот имеют немалое значение для обмена веществ.

Аминокислоты, которые синтезируются в нашем организме, называются заменимыми. Другая часть аминокислот, из которых построены белки нашего организма, в нем не синтезируется, — это незаменимые аминокислоты. Они должны поступать в организм с пищей. Недостаток хотя бы одной из них в пище в течение более или менее длительного времени приводит организм к гибели.

Белки, содержащие полный набор аминокислот, включая незаменимые, являются биологически полноценными, они содержатся в животной пище и лишь в некоторых пищевых растениях (сое, горохе, фасоли). Если принять биологическую ценность белков молока за 100, то биологическая ценность мяса и рыбы выражается числом 95, ржаного хлеба — 75, риса — 58, пшеничного хлеба — 50. Для повышения биологической ценности хлеба в него добавляют незаменимую аминокислоту лизин.

Незаменимые аминокислоты пищевых белков используются в организме для синтеза тканевых белков и ферментов, то есть на пластические нужды организма, а также в качестве источников энергии.

Аминокислоты в организме подвергаются ряду превращений. К процессам обмена аминокислот в организме относятся переаминирование и декарбоксилирование — реакции, в которых участвуют аминная и карбоксильная группы аминокислот.

Идеальным белком как по составу, так и по сбалансированности аминокислот в нем считается белок цельного куриного яйца, поэтому процентное соотношение каждой аминокислоты белка сравнивается с соответствующим показателем куриного яйца. Та из аминокислот, которая по отношению к ее содержанию в белке яйца представлена в меньшем количестве, нуждается в восстановлении в первую очередь.

К незаменимым аминокислотам относятся лизин, метионин, триптофан,фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин и валин. Для детского организма незаменимой аминокислотой является еще и гистидин, так как она в детском организме не синтезируются. В последние годы к незаменимым стали относить аминокислоты тирозин и цистин, хотя это вопрос спорный, так как имеются сведения о возможности их синтеза в организме человека.

Кратко о свойствах незаменимых аминокислот

Гистидин обнаружен в 1896 г., синтезирован в 1911 г. При дефиците гистидина снижается образование гемоглобина в костном мозге. Участвует гистидин и в условно-рефлекторной деятельности организма. Из гистидина в организме образуется гистамин — один из медиаторов нервной системы, передающий нервный импульс.

Тирозин впервые получен в 1846 г. Служит предшественником гормона щитовидной железы, тирамина, фенола и других соединений. Цистин выделен впервые в 1810 г., строение установлено в 1903 г. Участвует в обмене метионина, взаимодействует в химических реакциях с содержащими серу ферментами. Валин открыт в 1879 г., химическая формула аминокислоты расшифрована в 1906 г. При недостатке валина, как показали эксперименты на крысах, нарушается координация движений тела и повышается чувствительность кожи к многочисленным раздражителям. Изолейцин открыт в 1890 г., дефицит аминокислоты приводит к возникновению отрицательного азотистого баланса в организме. Лейцин известен с 1819 г., обеспечивает (вместе с другими факторами) рост организма; при дефиците аминокислоты наблюдаются нарушения в деятельности щитовидной железы и почек.Лизин открыт в 1889 г., синтезирован в 1902 г. Дефицит лизина создает условия для развития анемии, снижения мышечной массы и отложения кальция в костях. Метионин открыт 1922 г., синтезирован в 1928 г. Аминокислота не только обладает липотропным действием, но и участвует в синтезе холина — липотропного вещества, защищающего печень от ожирения. Липотропные вещества играют чрезвычайно важную роль в регулировании холестеринового обмена и профилактике атеросклероза. Участвует метионин в секреции адреналина надпочечникам. Выявлена связь метионина с обменом витамина В 12 . Треонин, открыт в 1935 г., необходим для физического развития организма.Триптофан синтезирован в 1907 г. Участвует в белковом обмене, обеспечивает, в частности, азотистый баланс в организме. Необходим для синтеза гемоглобина и сывороточных белков крови. Фенилаланин выделен в 1879 г., синтезирован в 1882 г. Аминокислота образует «скелет» тироксина — гормона щитовидной железы и гормонов надпочечников. Недостаток фенилаланина приводит к нарушению функций щитовидной и надпочечниковых желёз и серьезным гормональным нарушениям в организме.

Дефицит белка в пище

Это тяжело сказывается на жизнедеятельности организма. Прежде всего, нарушается азотистый баланс — распад белка превалирует над его синтезом. Организм, испытывая недостаток белка, начинает «питаться» собственными тканями. Чтобы этого не произошло, необходимо постоянно вводить в организм необходимое количество белка с пищей.