Что такое белки и зачем их едят?

Даже самые невежественные из нас знают, что современное питание –  очень неестественное. Как неодобрительно говаривала моя знакомая гастроэнтеролог - «денатурализованные продукты». Понятно, что это плохо. А тут ещё и рационы из-за нехватки времени или вегетарианских начинаний без достаточной теоретической подготовки несбалансированны. И всяческими антинаучными диетами для похудания и «очистки организма» народ увлекается.

Особенно, конечно, вредно постоянное употребление полуфабрикатов «быстрого приготовления» - «быстрого растворения».

В результате, мы не только получаем с едой много вредного, но и хронически недобираем каких-то нужных организму веществ. Возьмём белки.

Многие  стараются потреблять достаточно белковой пищи. Но вот что белок бывает разный, учитывают не все. А ведь надо не только обеспечивать своему организму белок «по валу». но и позаботиться, чтобы мы получали при расщеплении этого белка ВСЕ необходимые аминокислоты. И КАЖДУЮ в достаточном количестве.

Почему это так важно? Потому что главная роль аминокислот в организме – это то, что они представляют собой «строительный материал» для создания белковых молекул. В одну белковую молекулу входит огромное количество остатков разных аминокислот. И белки различаются между собой по количеству входящих в них разных аминокислот, по тому, какие это аминокислоты, и.по тому, в каком порядке они располагаются в молекуле белка.

А белок, между прочим, основное вещество, из которого состоят  мышцы, связки, сухожилия, кости, внутренние органы и железы, волосы, ногти.

Именно белки обеспечивают нужное направление обмена веществ. Ферменты и гормоны, катализирующие (влияющие на скорость химических реакций) и регулирующие все обменные процессы в организме, являются белками.

Аминокислоты нужны и для синтеза важных биологически активных веществ - адреналина, гистамина и других.

Установлено, что для жизнедеятельности человеческому организму необходимы в достаточных количествах аминокислоты двадцати определённых видов.

Откуда наш организм их берёт? 1.Организм  получает аминокислоты для построения своего белка при расщеплении в желудочно-кишечном тракте пищевого белка. (Целые молекулы белка пищи из желудочно-кишечного тракта не всасываются – они слишком крупные.) 2. В некоторых продуктах аминокислоты содержатся в большом количестве в чистом виде, и они в ЖКТ всасываются без предварительного расщепления. 3. Часть аминокислот организм может синтезировать сам из других видов аминокислот.

Важно, что в отличие от жиров и углеводов аминокислоты не депонируются по запас. Если белка поступает в организм сразу слишком много, то аминокислоты, высвобождающиеся при его  расщеплении, не идут на построение белков, а окисляются, отдавая организму энергию. В конце расщепления белков и затем аминокислот образуется мочевина, которая выводится с мочой. (Мочевина синтезируется в печени из ядовитого продукта распада аминокислот - аммиака.)

Поскольку специального депо аминокислот в организме нет, резерв аминокислот  при крайней необходимости – структурные белки собственных клеток. В первую очередь – мышечных клеток. В определённой степени – печени. Печень активно участвует в поддержании постоянной концентрации аминокислот в крови для нужд организма.

Конечно, расход собственных структурных белков мышц или печени не полезен для этих тканей, поэтому те аминокислоты, которые организм неспособен сам синтезировать, должны постоянно поступать с пищей.

Из двадцати аминокислот, которые необходимы человеческому организму, десять могут синтезироваться в нашем организме, а десять – нет. Последние называются незаменимыми.

Почему так получилось? - В процессе эволюции у ряда высших организмов и человеческого, в том числе, была утрачена способность синтезировать некоторые нужные им аминокислоты. Это были те аминокислоты, синтез которых был очень не экономичен, многоступенчат, требовал больших затрат энергии. Проще было получать их извне, поедая производящих эти аминокислоты. Закрепившееся эволюцией новшество, с одной стороны, дало организму экономию энергии, упрощение процесса построения белков, что хорошо, а с другой стороны, жесткую привязку к продуктам питания, содержащим  не синтезируемые аминокислоты, что плохо. Теперь эти аминокислоты должны были быть в рационе обязательно, их ничем нельзя заменить. Поэтому их называют незаменимыми.

Незаменимые аминокислоты - это фенилаланин, метионин, треонин, триптофан, валин, лизин, лейцин, изолейцин. - 8 штук. А куда дели ещё две?

Аминокислоты тирозин и цистеин часто называют условно заменимыми, т.к. для их синтеза всё равно нужны другие незаменимые аминокислоты фенилаланин, метионин и заменимая серин.

Зачем я даю неспециалистам эти химические названия? - Пока я перечислила эти названия предварительно. Но в части 2 мы будем разбирать симптомы дефицита в организме отдельных незаменимых аминокислот, и в каких продуктах они содержатся. Т.е. как этот дефицит восполнять.

У детей есть свои особенности: в их организме ещё недостаточно налажен синтез (заменимых у взрослых) аргинина и гистидина – они обязательно должны дополнительно поступать с пищей. Так что для детей они в определённой степени незаменимые. Могут они стать незаменимыми и в организме пожилых.

Таким образом, биологическая белковая ценность продуктов питания определяется не только количеством белка в единице веса продукта, но и  тем, есть ли в белках этого пищевого продукта все незаменимые аминокислоты, в оптимальном  ли для организма человека они соотношении, и насколько хорошо будут усваиваться в желудочно-кишечном тракте.

За 100 единиц биологической ценности белка условно принята ценность белков молока и яиц – там есть все незаменимые аминокислоты, в нужном соотношении и легко усваиваемые.

Говядина, соответственно за 98 единиц, кукуруза – 36 и т.д.

Иногда один продукт по биологической ценности белков дополняет другой – говорят, что они являются комплиментарными. В рационе их полезно сочетать.

Например, в кукурузе, мало лизина, но много триптофана, а в бобах наоборот. Они дополняют друг друга при вегетарианском питании.

Комплиментарны пшеница и бобы. Но это по соотношению белков с разным аминокислотным составом. А по количеству, белка в этих продуктах всё равно недостаточно.

Очень ценны в плане получения аминокислот продукты пчеловодства.

В пыльце и обножке аминокислоты, в основном, находятся в свободном виде, а не в виде белков. Поэтому они быстро и легко усваиваются; в отличие от белков, без предварительного расщепления в желудочно-кишечном тракте. Это особенно важно для больного организма. В этих продуктах есть все незаменимые аминокислоты, но, к сожалению, не все в достаточном количестве. Например, в обножке мало метионина, но много валина и гистидина. Много пролина, достаточно глицина, таурина, аланина, аспарагина, аспарагиновой кислоты. Белка там совсем мало.

В пыльце тоже мало белка, но много свободных аминокислот.  Есть там, в основном, валин, лизин, лейцин.

Пыльца с разных растений отличается по составу. В пыльце подсолнечника больше валина, лизина, в пыльце гречихи – лейцина, гистидина, треонина, изолейцина, фенилаланина.

В кисломолочных продуктах больше, чем в цельном молоке свободных аминокислот. В  молочных продуктах особенно много метионина, лизина, лейцина.

Установлено, что для поддержания здоровья и нормальной активности человеку при средних физических нагрузках нужно 100 – 120 г белка в сутки. 

Считается, что, чтобы в организме не возникала нехватка незаменимых аминокислот или их дисбаланс, половина белков рациона должна быть животного происхождения. Не обязательно мясо – годятся и яйца с молочными продуктами.

Из желудочно-кишечного тракта аминокислоты из расщепившихся белковых молекул всасываются в стенку кишки и попадают в кровь.

Полезно знать, что на превращения аминокислот в организме влияют потребление животных жиров и состояние кишечника. При избыточном употреблении животных жиров и заболеваниях кишечника (дисбактериозах, колитах) в толстом кишечнике усиливаются гнилостные процессы. При этом происходит микробное расщепление в просвете кишки некоторых ещё не всосавшихся аминокислот с образованием ядовитых веществ. При расщеплении цистеина и метионина образуются газы – сероводород и меркаптан, из лизина – яды путресцин и кадаверин. Из тирозина и триптофана индол, скатол и другие. Все они частично выводятся с фекалиями, а частично всасываются, поступают в кровь и должны обезвреживаться печенью, что создаёт дополнительные нагрузки для неё. Не достаточно быстро справляется печень - может возникнуть интоксикация, особенно при пониженной функции печени из-за болезни или в пожилом возрасте. И ещё при склонности к запорам - при этом яды быстро не выводятся с калом. Естественно эти процессы усиливаются при употреблении слишком большого количества белковой пищи.

Вот ещё одна причина, по которой надо лечить заболевания кишечника, бороться с запорами и в пожилом возрасте не переедать белковую пищу и особенно животные жиры.

Симптомы дефицита отдельных аминокислот в организме

Итак, незаменимые аминокислоты - это фенилаланин, метионин, треонин, триптофан, валин, лизин, лейцин, изолейцин, условно заменимые – тирозин и цистеин, для детей условно заменимые ещё аргинин и гистидин.

А на самом ли деле незаменимые аминокислоты такие уж и незаменимые? Что будет, если незаменимых аминокислот организм получит недостаточно?

Разобраться непросто. Во-первых, многое ещё просто не изучено. Во-вторых, тяжелая симптоматика бывает не только при недостатке в поступлении той или иной аминокислоты, но и при наследственном нарушении её многоступенчатых превращений в организме. И в-третьих. Если в рационе не хватает хотя бы одной незаменимой аминокислоты, то в той или иной степени  всегда хуже усваиваются и другие аминокислоты, нарушается весь белковый обмен. Но всё-таки кое-какие особенности при дефиците некоторых незаменимых аминокислот выявлены. Сейчас мы познакомимся с их симптоматикой и примерим её  на себя.

Валин

При дефиците валина выявляются потеря аппетита, веса, нарушение координации движений и развивается исключительно высокая, до болезненности, кожная чувствительность при прикосновении, бывают психические нарушения.

Валин принимает участие в синтезе витамина В₃ (по отечественной классификации) или В₅ (по зарубежной), образовании и накоплении в печени гликогена (сложного углевода, при необходимости расщепляющегося до глюкозы и компенсирующего недостаток глюкозы в крови), Валин стимулирует умственную деятельность, физическую активность и координацию движений. Способствует выведению радионуклидов.

Много Валина в проростках растений, в белке молока и молочных продуктов, 2 % в желатине. Валин вводят в состав препаратов для выведения радионуклидов.

Изолейцин

При дефиците изолейцина снижается содержание белков в крови, снижается иммунитет, нарушаются функции почек, щитовидной железы, возникает анемия со всей её симптоматикой и всеми последствиями.

Участвует в образовании гликогена, гемоглобина, входит в структуры пищеварительных ферментов поджелудочной железы, расщепляющих белки. Он необходим для нормальных белкового, углеводного и жирового обменов (в частности способствует расщеплению холестерина).

Изолейцина много в яйцах и молоке.

Лейцин

При дефиците лейцина замедляется рост у детей, у взрослых снижается масса тела, снижается концентрация белков в крови, возможна анемия, и развиваются патологические процессы в щитовидной железе и почках.

Эта аминокислота - сырьё для производства в организме целого ряда жизненно важных веществ: гемоглобина, миоглобина (пигмента в мышцах, ответственного за их снабжение кислородом), гормонов щитовидной железы, пепсина (фермента желудка, расщепляющего белок), лизоцима (антимикробного вещества слюны и слезы). Он стимулятор синтеза белков в организме, в частности, гормона инсулина.

Обеспечивает рост и развитие организма, способствует скорейшему восстановлению кожных покровов при ранах и костной ткани при переломах, способствует понижению сахара в крови при диабете, как и валин, принимает участие в расщеплении холестерина.

В медицине лейцин применяют в эндокринологии, с глутаминовой кислотой и метионином при анемиях, печёночных заболеваниях, особенно при печеночной энцефалопатии (мозговые нарушения из-за интоксикации при нарушении функции печени), при психических заболеваниях.

Лейцин есть и в растительных, и в животных продуктах. Много в яйцах и молоке.

Лизин

При дефиците лизина в пище возникает анемия, появляются головокружения, тошнота, повышенная чувствительность к шуму. Возникают слабость мышц, остеопороз, нарушение жирового обмена, быстро развивается атеросклероз. Дефицит лизина у мужчин ведёт к импотенции. У детей замедляется рост, они отстают в развитии.

При врождённом нарушении обмена лизина наблюдаются разболтанность суставов, дряблость кожи, легко образуются синяки на коже, характерна низкорослость, бывают слабость мышц, остеопороз, поражение печени и лёгких.

Лизин относится к триаде аминокислот (лизин, триптофан, метионин), особо учитываемых при определении общей полноценности питания. При недостатке лизина нарушается весь белковый обмен. Производное лизина – коллаген - компонент волокон соединительной ткани. От него зависит их прочность и эластичность, а значит, прочность и эластичность суставных сумок, связок, сухожилий. Лизин – антимикробный фактор слёзной жидкости, подавляет размножение вирусов. Из него строится белок мышц миозин, отвечающий за их сократительную способность. Лизин способствует всасыванию кальция и укреплению и восстановлению костной ткани. Лизин убыстряет восстановительные процессы после травм и операций. Лизин нужен для образования карнитина (витамина Вт) — важного компонента в обмене белков и жиров. Вт – переносчик жирных кислот в крови, он нужен для использования жиров в качестве энергетического топлива. Иначе они интенсивно откладываются в депо. Лизин препятствует развитию атеросклероза и тем самым предотвращает инфаркт и инсульт.

Лизин есть в растительной и животной пище. В злаковых его мало. Его много в молоке, рыбной икре, яйцах, печени, дрожжах.

Триптофан

При дефиците триптофана в рационе увеличивается потребность в витамине РР, может развиться пеллагра. Пеллагра - это симптомокомплекс дефицита витамина РР с астенией (слабостью), депрессивным состоянием (понижением настроения), раздражительностью, похуданием, головокружениями, изменениями на коже и слизистых (язвочки, пигментация, покраснение).

При нарушении синтеза белков из-за недостатка в организме триптофана снижается вес, выпадают зубы, волосы, развивается катаракта, провоцируется сахарный диабет, возникает бесплодие, появляется склонность к опухолям желудка.

Триптофан необходим для синтеза многих ферментов и сывороточных белков крови, он – сырьё для синтеза никотиновой кислоты (витамина РР) и серотонина.

Серотонин – вещество, выполняющее несколько очень важных функций. Он повышает проницаемость капилляров при воспалительных процессах, вызывая приток жидкости и иммунных клеток в очаг. Это препятствует дальнейшему распространению инфекции и ускоряет реакцию иммунной системы).  Серотонин также выполняет функцию медиатора (передатчика) возбуждения в центральной нервной системе, оказывает антидепрессивное действие, повышает настроение.

Продукты превращений триптофана - сырьё для производства нуклеопротеидов – носителей наследственности. Триптофан стимулирует выделение гормона роста в кровяное русло, рост волос и восстановление кожных покровов, нормальную функцию эндотелия сосудов. почему участвует в поддержании  нужного уровня артериального давления. Он нужен для обеспечения нормальных процессов пищеварения, повышает сопротивляемость организма к стрессам.

Важно, что для правильного обмена триптофана нужно не только достаточное поступление его с пищей, но и достаточное количество пиридоксина (витамина В6).

Триптофан есть и в животных, и в растительных белках, но в растительных меньше. Наиболее богатый источник триптофана печень. Много в молоке и яйцах.

Метионин

При дефиците метионина серьёзно нарушается обмен веществ, в первую очередь жиров. При этом поражается печень, может развиться её жировое перерождение и цирроз. Ускоряется атеросклеротический процесс, может быть недостаточность функции надпочечников. Возникают анемия, облысение, патология почек. Нарушается синтез белка, и поэтому рост и развитие у детей.

Метионин активно участвует в жировом обмене, в транспорте жиров и синтезе особого вещества - холина, защищающего печень человека от ожирения. Метионин играет важнейшую роль в регуляции обмена холестерина и предупреждении развития атеросклероза. Он необходим для синтеза и других очень важных для организма веществ, например,  адреналина,  активизирует действие гормонов, ферментов и некоторых витаминов — В12, С и фолиевую кислоту,

Метионин очень важен на начальных этапах синтеза белков в клетках. Метионин участвует в синтезе молекул АТФ и, таким образом, в обеспечении мышечных клеток энергией.

Метионин обладает детоксицирующим (обезвреживающим) действием. Он участвует в обезвреживании токсических продуктов обмена веществ, образующихся в самом организме, обезвреживании бактериальных токсинов при инфекциях, способствует выводу из организма солей тяжелых металлов. Снижает опасное влияние радионуклидов на организм. Метионин участвует в синтезе  особых веществ мембран клеток - фосфолипидов. Он способствует повышению иммунитета и приспособительных возможностей человека в стрессовых ситуациях.

Основные источники метионина: творог, сыры, кисломолочные продукты, яйца, бобовые.

Метионин применяется, как препарат, при различных заболеваниях печени и для их  профилактики. При токсических поражениях печени, при сахарном диабете, хроническом алкоголизме, после инфекционных кишечных заболеваний.

Для поддержания правильного обмена метионина в организме нужно достаточное количество витаминов группы В в рационе.

Треонин

При дефиците треонина возникают отёки, падение веса.

Входит в состав почти всех существующих белков. Подобно метионину, оказывает липотропное (препятствует отложению жира в печени) и детоксицирующее (обезвреживающее вредные вещества) действие, препятствует ожирению печени.

Треонин  есть и в растительной, и в животной пище. Полноценные по содержанию треонина мясо, рыба, яйца и молоко.

Фенилаланин

Дефицит фенилаланина приводит к нарушению функций щитовидной железы и надпочечников, а следовательно, к серьезнейшим гормональным нарушениям в организме человека.

Производные фенилаланина входят в состав молекул всех структурных белков и ферментов за очень небольшим исключением. Из него в организме образуется условно заменимая  аминокислота тирозин. (Название тирозин происходит от греческого слова tyros – сыр. Тирозин впервые был выделен из сыра.) А из тирозина синтезируются важные биологически активные вещества: медиаторы (химические передатчики импульсов в нервной системе) адреналин, норадреналин, гормоны щитовидной железы - тироксин, трийодтиронин, меланины. Помимо действия через тирозин, фенилаланин участвует в обмене углеводов, обновлении соединительной ткани сухожилий и связок. Как стимулятор процессов в центральной нервной системе способствует улучшению памяти, внимания, повышает работоспособность.

Если в пище мало тирозина, то возрастает потребность в поступлении фенилаланина с пищей.

Фенилаланин входит в состав любой белковой пищи.  Тирозина, который снижает потребность в фенилаланине, много в сыре.

Цистеин

Как и тирозин, тоже условно заменимая аминокислота.Потому что для синтеза нужны незаменимая аминокислота метионин и заменимая серин.

При дефиците цистеина возникают сухость кожи, ломкость ногтей, выпадение волос, торможение роста у детей.

Цистеин входит в состав альфа-кератина — основного белка ногтей, кожи и волос. Цистеин участвует в синтезе гормона инсулина, важного для организма вещества - таурина. Таурин нужен для синтеза желчных кислот. Таким образом, через свои производные цистеин участвует в углеводном (инсулин) и жировом (желчные кислоты) обменах. Таурин обладает антиоксидантными свойствами, снижает холестерин крови. Участвует в процессах детоксикации, в частности, выведении солей тяжелых металлов.

Цистеина много в мясе, яйцах, молоке, бобовых, чесноке, луке, капусте.

У людей старшего возраста (после 50 лет) потребность в незаменимых аминокислотах, прежде всего в лизине, триптофане и метионине, повышена.

Незаменимых аминокислот много в мясе кролика и поросят, сырокопченых колбасах, икре, сое, чуть меньше — в бобовых, твороге, твердых сырах, брынзе, говяжьем мясе, птице, рыбе, морепродуктах. В продуктах растительного происхождения (кроме бобовых) присутствуют не все незаменимые аминокислоты. А из бобовых они хуже, чем из животной пищи, усваиваются. Могут подвергаться микробному расщеплению и вызывать метеоризм. Приучать себя к употреблению большого количества бобовых надо постепенно. Всё это следует учитывать, особенно тем, кто придерживается вегетарианской диеты или не очень следит за питанием из-за занятости. Ведь дефицит незаменимых аминокислот в организме может привести. как мы видим, к негативным последствиям.