Обмен белков — все, что нужно знать об этом процессе. Обмен белков

Потребность организма в белке минимальная, но вовсе без него не обойтись, ведь белок выполняет функцию пластического материала. Количество белка, необходимое человеку в сутки, составляет 10-15 % от суточного рациона. Процесс обмена белков происходит не прерываясь. В организм поступает около двадцати аминокислот, десять из которых могут спокойно заменяться организмом, а вот стальные не заменить, их можно только восполнить. Состав аминокислот включает в себя кислород, углерод, водород, серу, фосфор и азот. Если этих аминокислот не будет хватать, то могут возникнуть серьезные проблемы. Так из-за нарушения белкового синтеза происходит торможение роста, снижение массы тела. Из-за отсутствия хотя бы одной столь необходимой аминокислоты организм не сможет функционировать привычным и правильным путем.

Обмен белков в организме человека

Обмен веществ происходит благодаря регулярному поступлению продуктов и кислорода в организм человека. Обмен веществ – это поэтапный процесс:

1. Белки, жиры и углеводы, попадая в организм, поддаются растворению до состояния аминокислот, моносахаридов, дисахаридов, жирных кислот, глицерина. Только в таком состоянии они затем проникают в лимфу и кровь.

2. Кровь, насыщенная питательными веществами и кислородом, отправляется в ткани, насыщая их. Все вещества расщепляются до получения конечных продуктов, что подразумевает также синтез гормонов, ферментов и элементов цитоплазмы. Когда вещества растворяются, выделяется энергия, которая так необходима нам для нормального функционирования организма.

3. Процесс обмена белков заканчивается удалением из клеток оставшихся продуктов, осуществляется это выделение с помощью таких органов, как легкие, почки, потовые железы и кишечник.

Поступление белков – это важный процесс особенно в детском возрасте. И в первую очередь в организм должны поступать полноценные белки. Что же имеется в виду под этим термином? Речь идет об животных белках. В первую очередь стоит отдать предпочтение белкам рыбы, мяса, молока, яиц. Неполноценные белки содержаться в основном в таких растениях, как соя, орехи, фасоль и горох.

Обратите внимание, что процесс обмена белков – это важный вопрос жизнедеятельности человека, ведь если организму не будет хватать белков, он примется расходовать свои же ткани, а это может стать серьезной причиной нарушения здоровья.

Белок занимает одно из самых важных мест среди всех органических элементов живой клетки. Он составляет почти половину клеточной массы. В организме человека происходит постоянный обмен белков, которые поступают вместе с продуктами питания. В пищеварительном тракте осуществляется до аминокислот. Последние проникают в кровь и, пройдя через клетки и сосуды печени, попадают в ткани внутренних органов, где снова синтезируются в специфические для данного органа белки.

Белковый обмен

Человеческий организм использует белок в качестве пластического материала. Его потребность определяется минимальным объёмом, который уравновешивает белковые потери. В теле взрослого здорового человека обмен белков происходит непрерывно. В случае недостаточного поступления этих веществ с пищей десять из двадцати аминокислот могут синтезироваться организмом, в то время как другие десять остаются незаменимыми, и их необходимо восполнять. В противном же случае происходит нарушение белкового синтеза, что приводит к торможению роста и снижению массы тела. Следует отметить, что если отсутствует хотя бы одна организм не может нормально жить и функционировать.

Этапы белкового обмена

Обмен белков в организме происходит в результате поступления питательных веществ и кислорода. Существуют определённые этапы первый из которых характеризуется углеводов и жиров до растворимых аминокислот, моносахаридов, дисахаридов, жирных кислот, глицерина и других соединений, после чего они всасываются в лимфу и кровь. На втором этапе и кислород транспортируются кровью в ткани. При этом происходит их расщепление до конечных продуктов, а также синтез гормонов, ферментов и составных компонентов цитоплазмы. При расщеплении веществ происходит выделение энергии, которая необходима для природных процессов синтеза и нормализации работы всего организма. Вышеперечисленные этапы обмена белков заканчиваются удалением из клеток конечных продуктов, а также их транспортом и выделением легкими, почками, кишечником и потовыми железами.

Польза белков для человека

Для человеческого организма очень важно поступление полноценных белков, ведь только из них могут синтезироваться специфические вещества. Особую роль обмен белков играет в детском организме. Ведь ему необходимо большое количество новых клеток для роста. При недостаточном поступлении белков человеческий организм перестаёт расти, а его клетки обновляются намного медленней. К полноценным относятся животные белки. Из них особую ценность представляют белки рыбы, мяса, молока, яиц и других подобных продуктов питания. Неполноценные же преимущественно содержатся в растениях, поэтому рацион питания необходимо составлять так, чтобы удовлетворить все потребности своего организма. При переизбытке белков их излишек распадается. Это позволяет организму поддерживать необходимое Обмен белков очень важен для жизнедеятельности человека. При его нарушении организм начинает расходовать белок своих же тканей, что ведёт к серьёзным проблемам со здоровьем. Поэтому следует беречь себя и серьёзно подходить к выбору пищи.

Белки - органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. Белки являются основным структурным элементом клеток и тканей организма.

Функции белков в организме достаточно многочисленны:

• Пластическая - образуют структурную основу всех клеток и субклеточных структур.
• Регуляторная - участвуют в передаче наследственной информации.
• Каталитическая - ускоряют химические процессы.
• Сигнальная - белки-гормоны регулируют процессы жизнедеятельности.
• Создают онкотическое давление, принимают участие в водообмене.
• Защитная - иммуноглобулины принимают участие в защитных реакциях организма.
• Энергетическая - 1 г белка выделяет 4,1 ККал (17,18 КДж).
• Транспортная - мембранные белки участвуют в переносе некоторых молекул через мембрану клетки.
• Моторная - обеспечивают движения организма (сокращение мышц, перемещение клеток внутри организма).
• Выполняют специфические функции, которые лежат в основе дифференциации отдельных физиологических систем (функциональные белки).

Для перинатального периода характерно преобладание процессов катаболизма над процессами анаболизма, в результате чего ребёнок худеет. В этот период выделяется большое количество глюкокортикоидов.

У детей грудного и младшего детского возраста для обеспечения интенсивного роста скелета, мышечной массы и всех органов существенную роль играет гормон роста (соматотропний гормон, СТГ), который:

• Стимулирует размножение хондроцитов в эпифизарных хрящах.
• Увеличивает проницаемость клеточных мембран для аминокислот.
• Стимулирует синтез РНК.
• Увеличивает включение аминокислот в белки костной ткани, мышц, печени, почек.
• Тормозит активность протеолитических ферментов.
• Стимулирует факторы роста в органах (нервов, почек и др.).
• Опосредствует своё действие через нейротензин, который синтезируется в тканях.

Результатом влияния СТГ является положительный азотистый баланс и анаболический эффект. Для обеспечения анаболических эффектов соматотропного гормона необходимо участие инсулина. Инсулин в свою очередь:

• Увеличивает транспорт аминокислот через клеточные мембраны, особенно в мышечных клетках.
• Стимулирует выделение соматотропного гормона посредством снижения сахара в крови.

При недостатке инсулина в детском возрасте тормозится рост ребёнка.

На белковый обмен значительное влияние оказывают половые гормоны. Тестостерон усиливает синтез белка в печени, почках, скелетных и сердечной мышцы. Эстрогены обеспечивают анабользм только в отношении половых органов.

В регуляции белкового обмена задействованы гормоны щитовидной железы - тироксин, трийодотирозин:

• При гипертиреозе возникает отрицательный азотистый баланс и отставание в росте.
• При гипотиреозе - отставание в росте.
• При малом содержании в крови активируют ферменты синтеза белков.
• При нормальном содержании снижают синтез белков и аминокислот.

Глюкокортикоиды влияют на белковый обмен, обеспечивая катаболический эффект:

• Вызывают распад белков в лимфоидной и соединительной тканях.
• Используют высвобожденные аминокислоты для образования углеводов (глюконеогенез).

После рождения при высоких темпах роста основная масса аминокислот используется не только для синтеза белков, но и для синтеза нуклеиновых кислот. Имеет место низкая активность катаболических ферментов. В младшем детском возрасте белковый обмен преобладает над другими видами обмена. В этом процессе важную роль играют соматотропин, инсулин, тестостерон.

При переходе к юношескому возрасту уменьшается рост трубчатых костей, поскольку уменьшается синтез соматотропного гормона. В этот период СТГ регулирует не рост, а образование новых белков, процессы синтеза самовосстановления и стимулирует факторы роста в тканях.

С возрастом у людей повышается активность катаболических ферментов. В процессе старения наиболее глубокие изменения свойственны синтезу роста, интенсивность которого снижается. Снижается также регенерационный синтез. Ослабляются выраженные возрастные изменения функционального и стабилизирующего синтеза. При этом восстановление белка у людей 67-91 лет по сравнению с 18-25-летним возрастом меняется незначительно.

В печени человека ежедневно образуется около 25,0 г нового белка, в плазме крови заменяется за сутки около 8,0 г. В нормальных условиях в организме взрослого человека ежесуточно синтезируется до 400,0 г нового белка и столько же распадается. О скорости восстановления белка свидетельствует то, что половина белкового состава печени восстанавливается в течение 5-7 дней. Большая скорость восстановления белков также в мозге и в коже.

В старости белковый обмен смещается в сторону катаболических процессов:

1. Снижается скорость синтеза белков.
2. Повышается синтез сывороточного альбумина в печени после предыдущего уменьшения его интенсивности в период зрелости.
3. Увеличивается период полураспада белков.
4. Меняются свойства белков:

• в белковых ферментах наблюдаются молекулы, которые полностью потеряли активность;
• появляются нарушения молекулярной структуры в процессе синтеза белка;
• меняется структура молекулы уже после синтеза белка в процессе функционирования;
• замедляются процессы восстановления.

Снижается протеолитическая активность белков.

Организм приобретает способность удалять избыток аминокислот не были утилизированы при синтезе белка, или использовать их для образования углеводов, жиров и других энергетических веществ.

Уменьшается утилизация аммиака для синтеза глутамина.

Повышение активности специфических протеинов и ускоренный распад под их влиянием других белков, которые приводят к снижению их концентрации в клетке, может быть одним из механизмов реализации генетически-детерминированного ослабления функций и в целом жизнедеятельности организма в старости. Изменения в отдельных звеньях белкового метаболизма в старости могут негативно влиять на функции отдельных органов и систем.

В организме, помимо прочего, может значительным образом меняется под действием центральной нервной системы, включая кору больших полушарий.

На основе чего стояться практически все планы питания? На белке! Хочешь похудеть – ешь больше белка. Хочешь набрать мышечную массу – ешь больше белка. Как работает этот универсальный ? Давайте попробуем разобраться в таком вопросе, как обмен белков в организме человека.

Общие сведения

Как и в случае с другими нутриентами, процесс белкового обмена осложнен тем, что это – не конечный продукт , а, значит, он должен пройти первичную трансформацию, благодаря которой приобретет нормальный вид для организма. Все дело в структуре молекулы белка. В первую очередь – это сложная структура с большим количеством внутренних связей. Как ни странно, но практически все органические соединения состоят из белковых тканей, или связаны теми или иными видами .

Аминокислота – это базовая единица. Для простейшего сравнения мы можем проводить аналогии с глюкозой или ненасыщенными жирными кислотами, до которых распадается наша пища. Если все углеводы распадаются на одинаковые элементы, как и жиры, то, на какие аминокислоты распадется белок, зависит от его изначального состава и способа приготовления.

Так, изначально белок находиться в своей завершенной сложной структуре. И в этом виде, наш организм не способен его усваивать вовсе. Пробовали ли вы есть сырое мясо или яйца? Сколько всего вы можете съесть такого продукта в граммах, чтобы вам не стало плохо? Обычно, для нормального человека – это ограничивается 100-150 граммами, а то и меньше. Поэтому традиционно белок готовят на огне. В этот момент, под воздействием температуры, происходит его денатурация. Разрушение связей, которые удерживают молекулу в стабильном состоянии, называют денатурацией. Только в сильно денатурированном виде, наш организм способен справиться с дальнейшим разложением белка на аминокислоты. И даже в этом случае он прилагает значительные усилия для разрыва связей, чтобы не повредить сами аминокислоты, так как в случае повреждения, аминокислоты пережигаются до уровня простых углеводов.

Этапы распада белков в организме

Естественно, что первичный процесс переваривания, как и синтез новых тканей, происходит не одномоментно. Есть определенные ограничения, как в скоростном, так и в объемном метаболизме белков в клетках организма. Постараемся рассмотреть подробнее.

В первую очередь, идет процесс первичного переваривания. В отличие от метаболизма жиров или карбогидратов. Даже этот этап можно разделить на 2: первичное денатурирование белков до более простых кислот и дальнейшее всасывание в кишечнике.

Запомните: именно кишечник, а не желудок, отвечают за преобразование белков в аминокислоты и их дальнейшее всасывание.

Дальше у белка есть 2 пути. Первый путь – это когда в организме имеется недостаток в калориях. В этом случае, все аминокислоты, попавшие в кровь, закрывают дыры в разрушенных тканях, а оставшиеся пережигаются на энергию. В случае, если баланс калорийности и трат положительный, или организм имеет достаточно разогнанный метаболизм, то здесь ситуация другая. В этом случае аминокислоты проделают сложный путь и трансформируются во все необходимые для поддержание нормального функционирования сегменты, а из остатка будет синтезирован избыток мышечной ткани.

Факторы, влияющие на скорость и объем синтеза белка из внешних аминокислот

Рассматривая белковый обмен, как комплексный процесс, нужно учесть все факторы, которые влияют на синтез новых белковых структур из стандартных аминокислот. Так как при нарушении любого из них, все полученные путем сложной ферментации и денатурации аминокислоты просто уйдут в качестве энергии.

1. Тестостерон. Он отвечает за потребность синтеза тканей, отвечающих за качество мышечной массы.
2. Холестерин. Отвечает за синтез из белковых структур коллагена, косвенно влияет на уровень половых гормонов.
3. Протеаза. От количества этого фермента зависит, как долго будет перевариваться белок и денатурировать. Если имеется недостаток протеазы, белок может выйти из кишечника так до конца и не переварившись.
4. Уровень . От этого зависит базовая потребность и расход внутренних запасов белка в течение дня. Для людей с большим уровнем базального метаболизма нужно больше белка в день для поддержания всех функций.
5. Скорость метаболических процессов. От этого зависит базовая потребность и расход внутренних запасов белка в течение дня. Для людей с большим уровнем базального метаболизма нужно больше белка в день для поддержания всех функций
6. Дефицит/избыток энергии. Если имеется избыток калорийности, то белок будет заполнять и создавать новые структуры. В случае дефицита – он будет просто закрывать дыры. А в случае экстремального дефицита калорийности, белок просто будет пережжен до уровня простейшей энергии.

Виды белков

Несмотря на кажущуюся простоту, структура белковой ткани настолько сложна, что характеризуют их исключительно по аминокислотному составу. В то же время, существуют упрощенные классификации:

1. По типу. Здесь находятся растительные и животные белки. На самом деле, их различие в наличии полного или неполного аминокислотного состава.
2. По источнику белка. В этом случае, классификация использует политику полезных нутриентов, которые содержаться в тканях помимо аминокислот.
3. По скорости восприятия.

Рассмотрим полную классификацию белковых продуктов для того, чтобы понять, как те или

иные изделия метаболизируются в нашем организме.

Тип белка	Источник белковой ткани	Скорость усвоения	Аминокислотный состав	Входящие аминокислоты
Сывороточный	Сыворотка, и классический сывороточный протеин .	Относительно высокая	Полный
Молочный	Любые молочные продукты. Начиная от молока и заканчивая сыром.	Относительно высокая	Полный	Изолейцин, лейцин, валин, гистидин, аргинин, фенилаланин, триптофан, лизин.
Мясной	Мышечные ткани животного происхождения.	Относительно высокая	Полный	Изолейцин, лейцин, валин,триптофан, лизин.
Яичный	Яйца различных животный.	Относительно невысокая	Полный	Изолейцин, лейцин, валин.
Соевый	Синтезируется или добывается из растительной сои.	Относительно невысокая	Неполный	Изолейцин, лейцин, валин, триптофан, лизин.
Растительный	В основном, это тот белок, который мы получаем с крупами, макаронами и выпечкой.	Предельно низкая	Неполный	Изолейцин, гистидин, аргинин, лейцин, валин.
Другие источники белка	В основном, это орехи или продукты синтезированного белка.	Вариативно	Зависит от самого источника белка	Изолейцин, лейцин, валин. Остальное зависит от самого источника белка.

Белок и спорт

Для поддержания нормального уровня белкового метаболизма обычному человеку нужно употреблять порядка 1-го грамма чистого белка полного аминокислотным составом на килограмм тела. В то же время, спортсменам белок более важен. Поэтому они не только употребляют значительно большее количество белка, но и делят его на разные типы и употребляют в разное время. Так, в частности из-за возможности белковых тканей полностью останавливать катаболизм в мышечных тканях, очень часто быстрым источником белка является сыворотка или синтетический белок с предельной скоростью усваивания. В то же время, для замедления ночного катаболизма, спортсмены используют белок с низкой скоростью усваивания, которая помогает в ночное время поддерживать нормальный аминокислотный баланс в организме. Традиционно для этого используют творог или его субстраты.

Однако для чего спортсменам белок? Все очень просто. Для спортсмена обмен белков – это:

1. Возможность замедлить катаболические реакции.
2. Естественный строительный материал.
3. Способ увеличить энергоемкость мышечных структур.
4. Возможность ускорить восстановление.
5. Возможность увеличить силовые показатели.
6. Предшественник саркоплазматической и миофибриллярной гипертрофии.

Нарушение обмена белковых тканей

Очень часто, рассматривая хронические и клинические нарушения обмена метаболизма у человека, люди не затрагивают процессы нарушения обмена белков. А ведь его намного легче получить, чем нарушение метаболизма в целом. Нарушение обмена белков получается в виду следующих причин:

1. Нарушение кислотной среды желудка и кишечника. В этом случае происходит распад не всех белков на аминокислоты, в виду чего возникает вздутие и проблемы со стулом.
2. Дисферментация в желудке. Белки не усваиваются организмом в целом. Для решения проблемы нужно обратиться к гастроэнтерологу, в качестве временной меры может выступить прием ферментов. Однако дисферментация – серьезная проблема человека, которая может привести к более сложным для лечения последствиям.
3. Нарушение синтеза белковых тканей. Это связано с гормональными нарушениями. При этом синтез белковых тканей внутренних органов обычно не затрагивается. Затрагивается синтез мышечной ткани. Обычно свидетельствует о недостатке гормона тестостерона или проблем, связанных с расщеплением белков и транспортировкой некоторых видов аминокислот.
4. Нарушение выделения гормонов. Внешние проявления проявляются в виде чрезмерного синтеза мышечной ткани или недостаточного. Однако стоит помнить, что, если это нарушение не было вызвано искусственно, то такое нарушение может привести к образованию опухолей и раковых новообразований
5. Нарушение уровня холестерина. При переизбытке холестерина, белки связывают его, тем самым используясь не по назначению. Кроме того переизбыток холестерина является нарушением в планировании питания, и может привести к таким осложнениям как инфаркт и инсульт.

В зависимости от причины, нарушение обмена белков может привести к разным последствиям. Однако в отличие от нарушения жирового обмена, он приведет не только к тому, что вы наберете лишние килограммы, но и может полностью вывести ваш организм из строя. Некоторые болезни, связанные с нарушением белкового обмена – панкреатит и панкреонекроз, могут и вовсе привести к смертельному исходу. Поэтому не стоит пренебрегать качественной белковой пищей в вашем рационе.