З усіх біомолекул, присутніх в організмі, білки є найбільш універсальними. Варіантів тисячі, і їх завдання принаймні такі ж різноманітні. Однак їх використання можливе лише в тому випадку, якщо організація розбиває їх на свої будівельні блоки.

Жоден з наших органів не процвітав би без білків. Якби їх не було, метаболізм клітин зупинився б, як і будильник, від якого виймається батарея. Перш за все, білки діють як ферменти - без них незліченна кількість реакцій була б неможливою. По-друге, білки є компонентами клітинних мембран, тобто вони відокремлюють клітини від зовнішнього світу, надаючи підтримку та структуру кістковій та сполучній тканинам. Крім того, вони переносять інші речовини в кров, а також відіграють роль у побудові тканин: м’язи, наприклад, в основному складаються з білків.

цінність

Для виконання цих багатьох-багатьох завдань людський організм має сотні тисяч різних білків, що складають приблизно одну сьому його загальної ваги. Це означає 10 кілограмів чистого білка для 70-кілограмової людини.

Наукова назва білка - білок. Це грецьке слово робить: по-перше, первинне, що точно відображає, наскільки важливі для організму білки.

Трохи хімії

Щоб краще зрозуміти структуру та функції білків, потрібні навіть невеликі хімічні знання.

Вас також можуть зацікавити ці статті:

Організм виробляє білки з амінокислот. Цікавим фактом є те, що, незважаючи на велику кількість білків, 20 різних амінокислот вже достатньо для їх виробництва. Під час синтезу білка амінокислоти зв’язуються в різній кількості та послідовностях (амінокислотні послідовності). Макромолекули, що складаються з 200 амінокислот, називаються пептидами, тоді як білки, що складають більше ста амінокислот, - білками. І пептиди, і білки є білками.

Кожна амінокислота складається з однакових двох постійних центральних елементів: азотовмісної аміногрупи та вуглецьвмісної карбоксильної групи. Це доповнюється іншими елементами, головним чином киснем і сіркою. Завдяки вмісту азоту та сірки в амінокислотах, розкладена білкова їжа видає запах яєчні. Сірка, що утворюється в процесі, та сірководень та аміак, що містять азот, відповідають за запах.

Шлях білків в організмі

Оскільки організм не в змозі зберігати багато білка, щодня потрібні добавки: нам потрібно щодня приймати від 0,8 до 1 грама білка на кілограм ваги. Більше того, добове споживання ні в якому разі не повинно бути менше 0,4 грама на кілограм ваги. Іншими словами, від 13 до 15 відсотків щоденного споживання енергії має надходити з білка.

Яка кількість білка в ньому міститься?

70-кілограмовій людині потрібно 55 - 70 грамів білка на день. Наступні продукти містять в цілому 55 грамів білка.

  • Три скибочки, близько 20 декаграм цільних зерен
  • пшеничний хліб (15 грам білка)
  • Два зрізи, приблизно 7,5 декаграм, 30 відсотків
  • сир Едамі з високим вмістом жиру (20 грам білка)
  • Одна порція, приблизно 10 декаграм зеленого горошку (25 грамів білка)
  • Для любителів м’яса: така ж кількість білка (55 грам) у скибочці яловичої ноги на 25 декаграм.

Біологічне значення білків

Ці макромолекули отримують з їжі тваринного та рослинного походження. Тваринні білки можна приймати переважно з м’ясом, а також з молоком та молочними продуктами. У сухих бобових, квасолі, горосі та сочевиці багато рослинних білків. Тваринні білки (і соєвий білок), як правило, цінніші за рослинні аналоги.

Біологічна цінність білків залежить від того, який відсоток від кількості протеїну, що потрапляє в їжу, входить в організм. Наприклад, якщо всередину прийнятих 50 грамів стає 50 грамами білка в організмі, білок використовується на 100 відсотків.

Давайте розглянемо кілька прикладів цього!

  • Яєчний білок: 100 відсотків
  • М'ясо та риба: близько 85 відсотків
  • Білок молока: близько 75 відсотків
  • Картопля: приблизно 60 відсотків
  • Бобові: приблизно 45 відсотків

Отже, якщо хтось хоче забезпечити свої щоденні потреби виключно з рослинних джерел, їм доведеться споживати їх порівняно велику кількість, оскільки 100 грамів рослинної їжі містять на відсоток менше білка, ніж 100 грамів м’яса або риби. Вегетаріанцям потрібно звернути на це особливу увагу. З іншого боку, тваринний білок кладуть на плиту не як чистий білковий порошок, а у вигляді скибочки ростбіфу, наприклад, яка, звичайно, також містить пурини, холестерин і жири. Однак ці - у великих кількостях - вони можуть спричинити метаболічні проблеми: наприклад, вони можуть відкладатися в суглобах у вигляді сечової кислоти, утворювати бляшки в судинах, жирові прокладки на стегнах.

Навіщо нам білки?

Білки з їжею забезпечують організм амінокислотами, необхідними для побудови власних білків. Хоча людський організм здатний виробляти обмежену кількість білка з глюкози, він вимагає багато енергії, якої тоді не вистачає в інших місцях. Крім того, існує 9 так званих незамінних амінокислот, які організм не може виробляти, це означає, що їх можна отримати лише із зовнішніх джерел.

Перш за все, давайте розглянемо, для чого саме потрібні білки, ідентичні організму!

  • Будівельні матеріали: будівельні блоки та інгредієнти кісток, м’язів, зв’язок та сполучної тканини. Колаген та кератин - це сила та еластичність шкіри, волосся та нігтів.
  • "Захисники": наприклад, антитіло, яке називається імуноглобулін, захищає організм від вірусів та бактерій, що викликають захворювання. .
  • Біокаталізатори: Ферментні білки беруть участь у життєво важливих метаболічних процесах.
  • Медіатори або гормони: Інсулін та глюкагон, наприклад, є важливими медіаторами вуглеводного обміну, тоді як нирковий еритропоетин необхідний для виробництва еритроцитів. Паратиреоїдний гормон і кальцитонін відіграють регулюючу роль у гомеостазі кальцію.
  • Транспортних засобів: Білки крові містять гормони, вітаміни та ліки. Гемоглобін, який надає крові червоний колір, також в основному складається з білкових ланцюгів (глобінів). Це доставляє життєво важливий кисень з легенів до клітин та органів.
  • "Клеї“: Згущення крові відбувається за рахунок білків, які прилипають один до одного, тому стінка судини закривається в місці кровотечі.
  • Склади енергії: організм здатний виробляти глюкозу з певних амінокислот у разі її дефіциту. Вірно і навпаки: якщо ви споживаєте достатню кількість вуглеводів, ваше тіло може виробляти амінокислоти, з яких згодом ви зможете будувати важливі білки.

Білок молока дійсно шкідливий для здоров’я?

Незважаючи на те, що вищезазначена точка зору досить поширена, реальність така, що молочний білок не є шкідливим для здоров’я і не важкий для засвоєння. Швидше, все навпаки: всі незамінні амінокислоти, що містяться в молоці та молочних продуктах, крім того, і вони полегшують розщеплення рослинних білків.

Однак чутливість до молочного білка та лактози часто плутають. Якщо в кишечнику не вистачає ферменту, необхідного для розщеплення лактози (дисахариду в молоці), лактази, клітини не можуть поглинати молочний цукор, що призводить до болю в шлунку та діареї.

Що відбувається з білками?

Білки не можуть засвоюватися організмом у незмінному вигляді, тому травна система розщеплює їх на складові, тобто амінокислоти.

Розпад починається в шлунку. Шлунковий сік, вироблений слизовою оболонкою шлунка, містить соляну кислоту та фермент, що руйнує білки, пепсин. Кислота розпушує білок, тобто руйнує тривимірну структуру, так що пепсин може розірвати довгі - тепер двовимірні - білкові ланцюги на коротші ділянки. Потім вони ініціюють подальше вироблення шлункового соку і надсилають через тон посередників повідомлення про тонкий кишечник про те, що білки скоро надійдуть.

таким чином, вже зрозуміло, чому вітамін С (наприклад, лимонний сік, що капає на рибу) полегшує перетравлення багатих білком продуктів: кисла рідина частково бере на себе роботу шлункової кислоти.

Перетравлена ​​таким чином їжа регулярно береться зі шлунка як контейнер меншими дозами він передається в тонку кишку, де «підшлункова залоза», що виробляється підшлунковою залозою, розріджує і нейтралізує шлункову кислоту.

Незамінні амінокислоти

Коли ви їсте нежирне червоне м’ясо, таке як стейк з яловичини, свинини чи баранини, всі незамінні амінокислоти доступні організму одночасно. Вегетаріанцям слід приділяти більше уваги надходженню незамінних амінокислот: до ізолейцину та лейцину належать олійні насіння та авокадо, лізин із сої, метіонін від хрону та часнику, фенілаланін від яблук, треонін від зелених листових овочів, триптофан та валін від помідорів та шпинату.

Два ферменти, також із підшлункової залози, трипсин та хімотрипсин, додатково розщеплюють ланцюги, поки вони не розпадаються на свої найменші будівельні блоки - амінокислоти. Вони всмоктуються з кишечника, а потім у кров. Весь цей процес займає близько трьох-чотирьох годин - трохи більше для рослинних білків, ніж для тваринних.

Наступною - останньою - станцією є печінка. Тут починається процес, протилежний руйнуванню шлунку і кишечника: амінокислоти накопичуються в білках організму. Таким чином, 90 відсотків білка плазми утворюється в печінці.

З деяких амінокислот печінка утворює також інші азотовмісні сполуки, а саме пурини, які є компонентами нуклеїнових кислот. Печінка також може виробляти глюкозу з певних амінокислот, якщо це необхідно. Потім новостворені речовини потрапляють у кров, де вони необхідні.

Деякі амінокислоти не входять до складу білків, а зберігаються, в першу чергу, в м’язах, де вони є в разі раптової потреби. Це може знадобитися, наприклад, у разі раптових зусиль або несподіваної надзвичайної ситуації. Хоча це невелика кількість щодо загального вмісту білка в організмі (близько 150 грамів), його величезна перевага полягає в тому, що порівняно з харчовими білками його не потрібно розщеплювати, тобто він легко доступний.

Білкові ланцюги в 3D

В організмі людини більшість білків складається з 100-500 різних амінокислот. Для того, щоб вони могли нормально виконувати свої біологічні функції, важливим є не тільки порядок амінокислот, а й просторове розташування ланцюгів - наприклад, служити будівельним матеріалом, допомагати в обороні або діяти як месенджер. Неважливо, наприклад, з’єднані вони між собою по спіралі чи утворюють гори та долини.

[caption align = "aligncenter" width = "700"] Білковий ланцюг у 3D [/ caption] Тривимірна структура двовимірного ланцюга послідовних амінокислот найбільш схожа на ватяний диск. Якщо «моток» руйнується, білок більше не зможе виконувати свою роль. Це трапляється, наприклад, під час нагрівання. Процес можна добре простежити, якщо яйце збити в окріп: у цьому випадку білок випадає в осад. Це явище також використовується при дезінфекції та стерилізації, оскільки білок у бактеріях та вірусах розщеплюється теплом.

Білок людського організму може розщеплюватися вже на 40-42 градуси Цельсія. Ось чому високу температуру потрібно пом’якшувати. З тієї ж причини вовняний одяг, який є не що інше, як шерсть тварин, тобто білок, не слід прати в гарячій воді. Тепло денатурує білок, простіше кажучи: светр буде відчутним і колючим.

Доля білків

Мало того, що в печінці постійно виробляється білок, але він також розщеплюється. Якщо тим часом може бути утворено більше амінокислот, ніж це абсолютно необхідно на той час для синтезу білка або виробництва інших сполук, надлишок потрібно утилізувати. Це можливо, якщо надлишок залишає організм у вигляді сечовини. Під час так званого циклу сечовини печінка забезпечує, щоб вміст азоту в амінокислотах у формі сечовини виводився з сечею та виводився з організму.

Знаючи останню стадію білкового обміну, тепер також зрозуміло, чому отруєння аміаком відбувається при захворюваннях печінки. Хворі клітини печінки не здатні виробляти достатню кількість сечовини, тому азот, що виділяється з амінокислот, потрапляє в кров у вигляді аміаку і отруює організм.

Це коштувало багато?

Що трапляється, коли організм отримує більше білка, ніж йому потрібно для побудови білка, виробництва глюкози або поповнення запасів? Ну, дослідники кажуть, що надмірне споживання не вважається шкідливим для здорових людей. До речі, сьогодні це не таке вже рідкісне явище: наприклад, в Угорщині населення споживає близько 1,4 грама білка на кілограм маси тіла на день, що значно більше необхідної кількості. У будь-якому випадку, не завадить, якщо нирки отримують допомогу для належного спорожнення сечовини. Перш за все, це означає рясне заміщення рідини. Варто дотримуватися основного правила, згідно з яким 100 грамів білка потрібно «промити» 700 мілілітрами рідини.

Люди з певними проблемами з нирками та печінкою не повинні вживати більше білка, ніж слід, щоб виробництво та виведення сечовини не створювало надмірного навантаження на їх організм.

Ферменти каталізатора

Ферменти складаються в основному або повністю з білків. Їх також називають біокаталізаторами, оскільки, подібно до хімічних каталізаторів, вони сприяють певним реакціям, які взагалі не відбувалися б або лише дуже повільно без них. Наприклад, без амілази дієтичний крохмаль не міг би розщепитися. Самі ферменти не беруть участі в реакції, тому їх можна використовувати знову і знову у незміненому вигляді. Це навіть можна назвати ідеальною переробкою.