Белки: что это такое, их свойства и функции, состав и для чего нужны белки организму человека

Зачем потреблять продукты, содержащие белок?

Исследования показывают, что высокое потребление белка увеличивает пищевой термогенез – энергию, которая тратится организмом на поглощение, переваривание и усвоение пищи. А также дарит чувство сытости и наполненности, ведь белок снижает уровень гормона голода – грелина. Кроме того, поддерживает надлежащий уровень pH и баланса жидкости.

Употребление достаточного количества белка помогает поддерживать мышечную массу и способствует росту мышц при регулярных силовых тренировках. Способствует снижению кровяного давления, которое является причиной сердечных приступов, инсультов и хронических заболеваний. Формирует иммуноглобулины (антитела) для борьбы с разными инфекциями.

Большинство долгосрочных исследований показывают, что растительный и животный белок приносит пользу для здоровья костей, сохраняя костную массу с возрастом и сокращая риски получения переломов.

Аминокислоты участвуют абсолютно во всех процессах, происходящих в организме, поэтому потребление белков крайне важно для полноценной его работы

Белки в составе организма

Дефицит белка может привести к следующим последствиям:

Симптомы дефицита белка включают в себя:

• истощение мышечной ткани
• отеки (чаще всего жидкость накапливается в ногах и лодыжках)
• анемия (неспособность крови доставлять достаточное количество кислорода в клетки)
• медленный рост у детей и пр.

Низкий уровень белка также может быть признаком других серьезных проблем, связанных с печенью, почками или сердцем.

Телу важно получать все аминокислоты, ведь каждая из них выполняет разные функции и недостаток тех или иных компонентов рано или поздно может негативно сказаться на самочувствии. 

Что такое белок?

Белок — важный строительный материал организма, основа клеток и тканей. Почти 20% массы тела составляют белки. Это существенная доля, учитывая, что 60% занимает вода. Белки есть в мышцах, костях, волосах, ногтях, всех внутренних органах.

Белки состоят из цепочки аминокислот, которые тело использует для различных нужд. Одни аминокислоты поступают только с пищей, другие организм создает сам. Всего существует 20 аминокислот, разделенных на 2 группы:

• Незаменимые аминокислоты жизненно необходимы. Поскольку наш организм не может их синтезировать, они должны поступать с пищей.
• Заменимые аминокислоты. Они могут вырабатываться в организме.

Биологические свойства белка зависят от последовательности аминокислот, входящих в его состав. Из одних и тех же аминокислот организм может собрать несколько видов белка.

Функции

Протеин — группа аминокислот, участвующих в восстановительных и обменных процессах. Вот почему недостаток белка проявляется ускоренным старением организма и болезнями основных органов. Наибольшее значение для кожи имеют цистит, цистеин и метионин. Полезна и сера, которая сохраняет здоровье волос и ногтей. Состояние ногтевых пластин зависит и от метионина, который входит в состав белка. Ученые доказали, что цистеин формируется из метионина, а совместно с В6 удерживает уровень коллагена на высоком уровне и делает кожу упругой.

Действие протеина направлено на стимуляцию глюкагона — элемента, участвующего в расщеплении гликогена. Если поддерживать на нормальном уровне глюкагон и инсулин, удается продлить молодость и избежать старения.

В возрасте после 40 лет возникают проблемы с расщеплением белка на аминокислоты в желудке. По этой причине непереваренный элемент поступает в кишечник, где под действием бактерий запускаются процессы гниения. В такой ситуации роль белков в организме приобретает иное значение — начинается интоксикация, ослабляются ногти и волосы, становится дряблой кожа. Вот почему люди, которые перешагнули за сорок, должны принимать добавки, улучшающие усвоение белков.

Если рассматривать значение белков в целом, то здесь стоит выделить следующие функции:

• Ферментативная. Каждый из ферментов, который имеет значение для организма, считается белком. При этом проведенные эксперименты доказали присутствие рибозимов, отличающихся каталитической активностью.
• Структурная. Белок — часть цитоплазмы и органелл — составляющих человеческих клеток. Вот почему от состава и объема поступающих аминокислот зависит состояние ногтей, волос, сосудов, внутренних органов и сухожилий.
• Каталитическая. Более 3 тысяч ферментов, которые имеют значение для человека, сформированы из аминокислот. Одна часть занимается расщеплением пищи, которая поступила в желудок, а другая — гарантирует доставку энергии к клеткам.
• Гормональная. Многие гормоны представлены белками, отвечающими за нормальное протекание главных биохимических реакций.
• Рецепторная. Главная особенность такой функции — выборочное связывание биологически активных элементов гормонов и медиаторов, расположенных на внутриклеточном уровне или на внешней части мембран.
• Транспортная. Благодаря гемоглобину кислород передается к тканям и органам нашего тела. Дефицит элемента неизбежно сказывается на состоянии здоровья.
• Сократительная. Белки в организме человека выполняют еще одну важную задачу — улучшают работу мышц за счет актина и миозина.
• Защитная. Одну из главных функций играют антитела, которые защищают внутренние органы и системы от негативного действия ядов, токсинов и вирусных инфекций. Кроме того, благодаря их действию на месте повреждения кожи образуется сгусток.

Где содержится белок в продуктах?

Белок можно найти как  в продуктах животного, так и растительного происхождения. Пища, содержащая много белка, назы­вается высокобелковой.

Белок в продуктах — основные источ­ники  :

• молоко и молочные продукты,
• мясо животных,
• рыба,
• птица,
• яйца,
• бобы,
• крупы,
• се­мена,
• орехи.

Полноценный белок ( содержит все незаменимые кислоты): мясо, курица, морепродукты, яйца и молочные продукты.

Второсортный белок (тот, в котором практически не содержится одна или две незаменимые аминокислоты) — это растительный белок, например, соя, бобы, тофу, горох, чечевица, орехи, льняное семя, семена тыквы, семена подсолнечника.

В состав белков мяса входят такие известные белки, как  миоглобин, ге­моглобин, эластин, коллаген; белки моло­ка представлены лактальбумином и казеином, а белки злаковых культур  глиадином и глутенином.

Какой белок самый качественный?

Этому требова­нию удовлетворяют все белки животного происхождения.

Также качество белка зависит от степени его усвоения в организме.

Белки молока, молочных продуктов, яиц усваива­ются на 96%, мяса и рыбы—на 93—95%, белки круп —на 62-86%, овощей —на 80%,  некоторых бобовых — на 70%

Икра и яйца, по мнению, некотрых диетологов, являются основой белкового питания.

Но, это не значит, что нужно есть только продукты животного происхождения.

Задачей правильного пита­ния является не непременное потребление животного белка, а потребление сбалансированного по аминокислотам белка любого происхождения.

Поэтому диетологи так подчеркивают важность потребления смешанной разнообразной пищи, т.е. потреб­ление источников белка из разных групп пи­щевых продуктов. К примеру,  при совместном употреблении, животные белки обога­щают растительный белок лимитирующими аминокислотами

К примеру,  при совместном употреблении, животные белки обога­щают растительный белок лимитирующими аминокислотами.

Не хотите есть животный белок, объединяйте в блюдах бобовые, семена и орехи с крупами, таким образом, вы не будет создавать в своем теле белковую недостаточность по какой то одной аминокислоте.

Сколько белка требуется человеку ежедневно?

Потребность в белке здорового человека изменяется в зависимости от возраста, пола, физиологического состояния (беременность, кормление грудью), уровня физической ак­тивности.

При потреблении смешанного раститель­но-животного рациона потребность в белке составляет около 0,85—1,0 г/кг массы тела.

Белок должен обеспечивать 10—15% об­щей калорийности рациона.

Как определить свою порцию белка?

Диетологи говорят, что мы все индивидуальны по белкам.

Это значит, что у нас у всех есть свои особенные, генетически заложенные, отличия в  составе белков нашего организма.

Как правило, эти отличия выражены в количественном составе аминокислот.

И если, кто то покрывает свои потребности в процентном соотношении в белке мясом и молоком, то другой от такого рациона может создать резкий избыток по одним аминокислотам, и дефицит по другим. Ему нужны в рационе другие продукты, это морепродукты и яйца.

Не лезет вам в рот баранина или гусиные яйца, не стоит их заталкивать, даже если кто то сказал, что они очень полезны и содержат большое количество белка.

Например я, не пью молоко и почти не ем молочные продукты, но иногда мне жутко хочется кефира или кусочек сыра.

Обычно я не ем красное мясо и субпродукты, но когда в моем организме возникает недостаток по какой то определенной аминокислоте, меня начинает тянуть на вареный язык или жареную печень.

А как  выглядит нормальная порция белка?

Я уже писала, что среднесуточная норма белка для человека, который питается смешанным животно — растительным рационом питания,  это примерно 1, 0 на 1 кг веса.

Но нельзя взять и съесть всю эту рассчитанную вами норму белка за раз, иначе белок просто не будет усваиваться.

Ее надо разделить на несколько порций в течении дня.

Одна порция белка для меня —  это примерно 100, 0 филе курицы или запеченного мяса, 100, 0 рыбы, 100,0  гарнира из фасоли или чечевицы.

Многие авторы советуют разделить свою неделю по белковому питанию :

1. один день в неделю красное мясо
2. один птица
3. два раза морепродукты
4. один рыба
5. один день яйца или молоко
6. каждый день растительный белок

Вода

Вода и растворенные в ней минеральные вещества служат основой внутренней среды организма – это основная часть тканевой жидкости, лимфы и плазмы. Ни один жизненно важный процесс, протекающий в организме (в особенности терморегуляционные и ферментативные процессы) невозможен без достаточного количества воды.

На водный обмен воздействуют такие параметры как влажность и температура окружающего воздуха, особенности рациона и даже поведение и одежда. Взрослый человек должен обеспечивать свой организм примерно 2-3 литрами жидкости. Мужчинам рекомендуется выпивать около 3 л, а женщинам – около 2,3 л, причем больше половины этого количества должна составлять чистая питьевая вода.

Кстати, на тему пользы воды рекомендуем вам почитать наши статьи – найти их можно здесь, здесь и здесь. И, подводя итог разговору о необходимых организму веществах, не будет лишним сказать несколько слов об энергозатратах человеческого организма.

Для чего нужен белок в организме человека?

Какова роль белков в организме выясняется из функций, которые выполняет это органическое соединение.

1.Строительная

Белки входят в состав клеток любой ткани, образуя «цитоскелет» и поддерживая их форму. Кератин входит в состав волос и ногтей. Коллаген – основная составляющая хрящей и сухожилий. Эластин отвечает за состояние связок и кровеносных сосудов.

2. Защитная

Работа иммунносистемы заключается в защите от чужеродных бактерий, вирусов, переродившихся клеток. Для этого вырабатываются белки-антитела. Фибрин первым отвечает на повреждение кожных покровов и тканей, он сворачивает кровь и останавливает кровотечение.

3. Транспортная

Гемоглобин присоединяет кислород и переносит его ко всем тканям и органам. Трансферрин доставляет железо, а липопротенины переносят жир.

4. Накопительная (резервная)

Соединения накапливают в организме питательные вещества. Основные в группе: альбумин и ферритин.

5.Регуляторная

Происходит на гормональном и генном уровнях. Гормоны белкового происхождения принимают участие в обменных процессах. Инсулин регулирует уровень глюкозы в крови и синтезирует гликоген. Синтез ДНК регулируется гистонами.

6. Двигательная

 Любое движение происходит благодаря сокращению мышц с помощью актина и миозина.

7. Ферментативная

Белки –ферменты способствуют усвоение макро- и микронутриентов. Поэтому с недостатком аминокислот часто связаны дефициты других важных для организма веществ.

8. Энергетическая

После расходования жиров и углеводов организм берет энергию из белков.

В представленную классификацию не вошли некоторые задачи, выполняемые другими группами. Светочувствительный родопсин, например, выполняет зрительную функцию.

Пространственная организация белковых молекул

Выполнение белками определенных специфических функций зависит от пространственной конфигурации их молекул, кроме того, клетке энергетически невыгодно держать белки в развернутой форме, в виде цепочки, поэтому полипептидные цепи подвергаются укладке, приобретая определенную трехмерную структуру, или конформацию. Выделяют 4 уровня пространственной организации белков.

Первичная структура белка — последовательность расположения аминокислотных остатков в полипептидной цепи, составляющей молекулу белка. Связь между аминокислотами — пептидная.

Если молекула белка состоит всего из 10 аминокислотных остатков, то число теоретически возможных вариантов белковых молекул, отличающихся порядком чередования аминокислот, — 1020. Имея 20 аминокислот, можно составить из них еще большее количество разнообразных комбинаций. В организме человека обнаружено порядка десяти тысяч различных белков, которые отличаются как друг от друга, так и от белков других организмов.

Именно первичная структура белковой молекулы определяет свойства молекул белка и ее пространственную конфигурацию. Замена всего лишь одной аминокислоты на другую в полипептидной цепочке приводит к изменению свойств и функций белка. Например, замена в β-субъединице гемоглобина шестой глутаминовой аминокислоты на валин приводит к тому, что молекула гемоглобина в целом не может выполнять свою основную функцию — транспорт кислорода; в таких случаях у человека развивается заболевание — серповидноклеточная анемия.

Вторичная структура — упорядоченное свертывание полипептидной цепи в спираль (имеет вид растянутой пружины). Витки спирали укрепляются водородными связями, возникающими между карбоксильными группами и аминогруппами. Практически все СО- и NН-группы принимают участие в образовании водородных связей. Они слабее пептидных, но, повторяясь многократно, придают данной конфигурации устойчивость и жесткость. На уровне вторичной структуры существуют белки: фиброин (шелк, паутина), кератин (волосы, ногти), коллаген (сухожилия).

Третичная структура — укладка полипептидных цепей в глобулы, возникающая в результате возникновения химических связей (водородных, ионных, дисульфидных) и установления гидрофобных взаимодействий между радикалами аминокислотных остатков. Основную роль в образовании третичной структуры играют гидрофильно-гидрофобные взаимодействия. В водных растворах гидрофобные радикалы стремятся спрятаться от воды, группируясь внутри глобулы, в то время как гидрофильные радикалы в результате гидратации (взаимодействия с диполями воды) стремятся оказаться на поверхности молекулы. У некоторых белков третичная структура стабилизируется дисульфидными ковалентными связями, возникающими между атомами серы двух остатков цистеина. На уровне третичной структуры существуют ферменты, антитела, некоторые гормоны.

Четвертичная структура характерна для сложных белков, молекулы которых образованы двумя и более глобулами. Субъединицы удерживаются в молекуле благодаря ионным, гидрофобным и электростатическим взаимодействиям. Иногда при образовании четвертичной структуры между субъединицами возникают дисульфидные связи. Наиболее изученным белком, имеющим четвертичную структуру, является гемоглобин. Он образован двумя α-субъединицами (141 аминокислотный остаток) и двумя β-субъединицами (146 аминокислотных остатков). С каждой субъединицей связана молекула гема, содержащая железо.

Если по каким-либо причинам пространственная конформация белков отклоняется от нормальной, белок не может выполнять свои функции. Например, причиной «коровьего бешенства» (губкообразной энцефалопатии) является аномальная конформация прионов — поверхностных белков нервных клеток.

Где брать белок?

Белок состоит из небольших отдельных «кирпичиков» – аминокислот. Из 22 существующих аминокислот 9 считаются «незаменимыми», то есть их необходимо получать извне, так как организм не может вырабатывать их самостоятельно.

Продукты животного происхождения считаются «полноценным белком», потому что они содержат все незаменимые аминокислоты в оптимальном количестве, которое необходимо нашему организму. К ним относятся яйца, молочные продукты, мясо, рыба и птица.

Растительные белки не обеспечивают организму достаточное количество каждой незаменимой аминокислоты, но они могут объединяться с другими растительными источниками для получения полноценного белка. Бобы, бобовые, зерновые, соя, орехи и семена являются примерами растительной пищи с высоким содержанием белка.

Хотя качество белка – важный показатель, но количество, которое мы потребляем, является ключевым фактором. При нехватке белков могут страдать некоторые виды обмена, особенно это заметно при ограничительных низкобелковых диетах.

Коллаген

Коллаген — это основной белок соединительной ткани у животных. Коллаген содержится в костях, хрящах, сухожилиях, зубах, коже, роговице, легких, печени, кровеносных сосудах и других органах и тканях. На его долю приходится около 25-30% белка млекопитающих. 

У человека и позвоночных было идентифицировано двенадцать типов коллагена, состоящего из более чем 24 различных полипептидных α-спиралей. Комбинации этих спиралей определяют типы коллагена. Например, наиболее распространенный коллаген I типа (90% общей массы коллагена) состоит из 2 спиралей α-1 и 1 α-2. 

Структура коллагена

Коллаген отличается от других белков организма своим уникальным аминокислотным составом: 33%. из всех аминокислот составляют Gly, 10% – про, 10% – гидрокси-Pro и 1% – гидрокси-Lys. Основная структурная единица коллагена — тропоколаген, состоит из трех левовращающихся α-спиралей, скрученных в одну правовращающуюся суперспираль. Такие суперспирали связываются поперечными ковалентными связями с образованием фибрилл.

Какие бывают типы белка?

Основных типов 2: животный и растительный.

Организм не может синтезировать незаменимые аминокислоты, поэтому нужно ежедневно принимать сбалансированное количество белка, содержащего все незаменимые аминокислоты в нужных количествах.

Животный белок содержит все незаменимые аминокислоты, а растительный — только часть. В этом смысле животный белок полезнее, чем растительный.

Если позволяет диета, старайтесь сочетать животные и растительные белки из разных продуктов. При веганской диете максимально разнообразьте растительные белки.

Как питаться спортсмену-вегетарианцу

Как оценивать качество белков: критерии

В материале уже упоминался термин «биологическая ценность». Если рассматривать его значения с химической точки зрения, то это будет то количество азота, которое задерживается в организме (от общего поступившего количества). Измерения эти основаны на том, что чем выше содержание необходимых незаменимых аминокислот, то тем выше показатели задержки азота.

Но это не единственный показатель. Кроме него существуют и другие:

Аминокислотный профиль (полный). Все белки в организме должны быть сбалансированы по своему составу, то есть белки в пище с незаменимыми аминокислотами должны полностью соответствовать тем белкам, что находятся в организме человека. Только в таких условиях синтез собственных белковых соединений не будет нарушен и перенаправлен не в сторону роста, а в сторону распада.

Доступность в белках аминокислот. Продукты, в которых содержится большое количество красителей и консервантов, имеют меньше доступных аминокислот. Такой же эффект вызывает и сильная тепловая обработка.

Способность усваиваться. Этот показатель отражает то, как много времени необходимо для расщепления белков на простейшие составляющие с их последующим всасыванием в кровь.

Утилизация белков (чистая). Этот показатель дает информацию, как о том насколько задерживается азот, а также общее количество перевариваемого белка.

Эффективность белков. Особый показатель, который демонстрирует эффективность воздействия того или иного белка на прирост мышечной массы.

Уровень усвоения белков по составу аминокислот

Здесь важно учитывать, как химическую важность и ценность, так и биологическую. Когда коэффициент равен единице, это значит, что продукт оптимально сбалансирован и является отличным источником протеина

А теперь самое время более конкретно посмотреть на цифры относительно каждого продукта из рациона атлета (см. рисунок):

А теперь самое время подвести итоги.

Самое важное, что нужно запомнить

Было бы неправильно не подвести итог всего вышесказанного и не выделить самое важное, что нужно запомнить тем, кто стремится научиться ориентироваться в непростом вопросе создания оптимального рациона для роста рельефных мышц. Так что если вы хотите правильно включать белок в свое питание, то не забывайте о таких особенностях и нюансах, как:

Важно, чтобы в рационе преобладали белки животного, а не растительного происхождения (в соотношении 80% к 20%);
Лучше всего сочетать белки животного и растительного происхождения в своем рационе;
Всегда помните о необходимой норме белков в соответствии с массой тела (2-3г на 1кг массы тела);
Не забывайте о качестве протеина, который потребляете (то есть следите за тем, откуда вы его получаете);
Не исключайте из виду аминокислоты, которые организм не может сам продуцировать;
Старайтесь не обеднять свой рацион и избегайте перекосов в сторону тех или иных нутриентов;
Для того, чтобы белки лучше всего усваивались, принимайте витамины и целые комплексы.

Как правильно употреблять

Норма белка для каждого разная.

Стоит сразу отметить, что необходимое количество белка для человека, который ведет пассивный образ жизни, отличается от норм, которые необходимы спортсменам.

Во время спортивных нагрузок, весь потребляемый белок быстро перерабатывается и растрачивается.

Если же употреблять большое количество белка без физических нагрузок, положительного эффекта это не принесет, только может навредить здоровью.

Поэтому, хоть польза для организма и велика, но меру потребления соблюдать все же надо. Для обычного человека дневная норма составляет примерно 1,3 грамма на 1 килограмм веса человека. Если же человек занимается спортом и присутствует цель нарастить мышечную массу, для таких людей нормой будет от 2 до 3 грамм на 1 килограмм массы тела.

Обязательно нужно помнить о том, как правильно употреблять белки, организму не достаточно одного только белка, питание должно быть полноценным.

Витамины

Витамины – это незаменимые пищевые вещества (нутриенты) органического происхождения и самого разного химического строения. Они нужны для правильного метаболизма в человеческом организме. Их суточную норму принято измерять в мг (миллиграмм) и мкг (микрограмм), а зависит она, как и прежде, от возраста человека, его пола, характера работы и состояния здоровья.

Витамины бывают водорастворимыми (витамины группы B и витамин C) и жирорастворимыми (витамины A, D, E, K):

• Почти все витамины группы B имеются в яичном белке, дрожжах, печени, бобовых и наружных частях зерновых.
• Витамин C (аскорбиновая кислота) есть в зеленых частях растений, ягодах, овощах, цитрусовых и других фруктах, в частности, в кислых, а также в почках и печени.
• Витамином A богаты только продукты животного происхождения – сыры, осетровая икра, печень трески, печень скота, сливочное масло. Плюс к этому он синтезируется в организме через провитамин A (каротин), содержащийся в оранжево-окрашенных фруктах, ягодах и овощах.
• Источники витамина D – это жир из тресковой печени, икра рыбы, молочные жиры и печень. Синтез данного витамина происходит благодаря воздействию ультрафиолета.
• Витамин E содержится в зеленых листьях овощей, яичных желтках и растительных маслах.
• Витамином K организм снабжают печень, картофель, томаты и листовые овощи.

Лучше всего сохраняют витамины свежие овощи, поэтому рекомендуется кушать их как можно чаще. Если же их тушить и варить, содержание витаминов будет снижаться. А если делать закваску или подвергать овощи быстрой заморозке, витамины будут сохраняться в овощах долгое время.

Значение витаминов для человека очень велико. Выражается оно в том, что витамины служат компонентом, который нужен для правильной работы ферментов; они принимают участие в процессах метаболизма, помогают организму расти и развиваться, укрепляют иммунитет. При недостатке витаминов нарушаются механизмы работы нервной системы и зрительного аппарата, появляются проблемы с кожей, авитаминозы и гиповитаминозы, ослабевает иммунный статус и т.д. Нужно запомнить, что самые дефицитные (особенно в периоды зимы и ранней весны) витамины – это витамины A, B1, B2 и C.