Виды белков, их функции и структура. Значение и роль белков в организме человека Как образуется белок в организме

Белки состоят из длинных цепочек микроскопических частиц, которые называются аминокислотами. В природе, в основном, встречается 20 аминокислот, образуемых из воздуха, почвы и воды растениями, которые вырабатывают свой белок.

В человеческом организме процесс образования белка осуще­ствляется несколько иначе. Чтобы обеспечить такой процесс, не­обходимо выполнить три условия:

Белок в организме

  1. В рационе питания должно присутствовать достаточное ко­личество белка.
  2. Белок должен быть усвояемым, то есть легко распадаться в пищеварительной системе на аминокислоты и хорошо всасываться.
  3. После усвоения, общее количество белка в организме должно содержать достаточное количество каждой из девяти «эссенциальных» или «незаменимых» аминокислот. Их называют «незаменимы­ми», поскольку их присутствие в рационе питания человека обяза­тельно. В отличие от растений, наш организм не в состоянии выра­батывать аминокислоты самостоятельно. Диетический белок вклю­чает в себя и неэссенциальные аминокислоты, а наш организм спо­собен производить их путем трансформации иных аминокислот.

Первый пункт приведенных выше условий относится к количе­ству белка, второй и третий – к его качеству.

Итак, разрушен миф, гласящий, что растительная пища не способна обеспечить организм человека достаточным количеством белка.

Вплоть до прошлого десятилетия среди людей было распрост­ранено заблуждение в том, что растительный белок – продукт «вто­рого сорта», по сравнению с животным белком, и растительный белок не содержит достаточного количества незаменимых амино­кислот.

Эти заблуждения, к сожалению, заставили многих людей недооценивать растительный белок. На самом деле, раститель­ный белок способен с легкостью обеспечить белковые потребности любого человека и предоставить достаточное количество каж­дой из аминокислот, необходимых организму.

В процессе пищеварения диетический белок распадается, об­разуя единое скопление аминокислот.

Различные виды белка от­личаются друг от друга степенью усвояемости. Растительный бе­лок в сыром виде обычно усваивается чуть хуже, чем животный. При этом, разные способы приготовления пищи – такие, например, как длительная варка бобовых или злаков – улучшают его усвояе­мость. Заметно повысить усвояемость растительного белка могут также разнообразные технологии обработки продуктов. Например, на Востоке уже более 3000 лет из соевых бобов приготовляют тофу. Таким образом, местные жители создали растительную пищу с высоким процентом усвояемости белка.

В лактоово вегетарианской диете, составленной из сочетания растительных и животных продуктов, разница усвояемости расти­тельной и животной пищи практически не заметна, и, поэтому, та­ким людям нет необходимости вносить в свой рацион питания ка­кие-либо коррективы, чтобы обеспечить белковые потребности своего организма.

Говоря о веганской диете, состоящей из самых разных сырых про­дуктов, грубых злаков и другой пищи, богатой клетчаткой, некоторые специалисты рекомендуют примерно на 10% повышать необходимый уровень потребления белка. От большинства веганов Северной Аме­рики эта рекомендация не потребует никаких изменений, поскольку их нынешнее потребление белков уже с лихвой превосходит все ре­комендации врачей.

Планируя рацион питания детей, необходимо принимать во внимание, что им требуется больше белка , чем взрос­лым, и в то же время, их желудок меньше по размеру, а потому орга­низм ребенка в состоянии усвоить меньшее количество пищи. По этим причинам, в младенческую и детскую диеты необходимо включать продукты, которые хорошо усваиваются, например, грудное молоко.

Молочные смеси для грудных детей, тофу, темпе, текстурированный соевый белок и вареная растительная пища – все это необходимые дополнения к диете ребенка, а чрезмерное внимание к сырой пище лучше отложить до того момента, когда он вырастет. Необходимо, чтобы в рационе питания ребенка было достаточно калорий, и тогда белок, который получает его организм, будет использован для роста, а не израсходован на повседневные энергетические нужды тела.

Незаменимые аминокислоты

В отчете рабочей группы Всемирной Организации Здравоох­ранения (1991 год) содержится оценка приблизительной потреб­ности организма ребенка в девяти незаменимых аминокислотах. Эти потребности выражены в пропорции 1 мг аминокислот на грамм белка в рационе питания. В практическом плане, если че­ловек получил только рекомендованное количество белка (рас­четы по приему белка приведены чуть выше), каждый грамм это­го белка должен обеспечить его организм тем количеством ами­нокислот, которое приводится в отчете.

Названия девяти незаме­нимых аминокислот таковы: триптофан, треонин, изолейцин, ва­лин, гистидин, лизин, мертионин (плюс цистин), фенилаланин (плюс тирозин), лейцин .

Цифры, приведенные рабочей группой, можно принять за осно­ву для определения содержания аминокислот в тех или иных про­дуктах, а также в рационе питания человека в целом.

Уровень со­держания незаменимых аминокислот в таких продуктах, как тофу, яйца и бобы пинто, соответствуют и даже превышают необходи­мые показатели. При этом, содержание аминокислот в яйцах ни в чем не уступает их содержанию в животном белке наивысшего ка­чества; а тофу и бобы пинто содержат более чем достаточное ко­личество всех незаменимых аминокислот.

Понятие «ограничивающая аминокислота»

Содержание незаменимых аминокислот в различной пище за­висит от его сравнения с общими потребностями организма. Со­гласно рекомендациям врачей, иногда может оказаться, что одна из аминокислот присутствует в относительно небольшом коли­честве. К примеру, в пшенице и киноа (южноамериканский злак) – недостаточно лизина. В такой ситуации, лизин обычно назы­вают «ограничивающей аминокислотой». Она играет важную роль в случае, если общее количество белка в рационе питания находится на грани потребностей организма, что можно наблю­дать на примере детей из развивающихся стран. Кроме того, показатели «ограничивающей аминокислоты» были также важ­ны, если бы эти злаки составляли единственную доступную для человека пищу.

Обеспечение всех потребностей организма в аминокисло­тах при помощи только растительной пищи

В странах, где у людей есть возможность в изобилии использо­вать самые разнообразные растительные продукты, ограничения в области животной пищи можно с легкостью компенсировать дву­мя способами.

Во-первых, у каждого вида пищи есть свои сильные и слабые стороны в содержании аминокислот и обеспечении ами­нокислотных потребностей человеческого организма. Например, в соевых бобах, бобах пинто, других видах бобовых и многих прочих продуктах из вегетарианской диеты содержится достаточно боль­шое количество лизина. Включение в рацион питания человека раз­нообразной растительной пищи несет с собой весь спектр незаме­нимых аминокислот, необходимых для обеспечения функции пост­роения белка в организме.

Во-вторых, к примеру, если бы диети­ческий белок поступал от одного-единственного вида продукта пи­тания, прием этой пищи можно было бы просто увеличить, что при­вело бы к росту потребления белка и, соответственно, достаточно­го объема лизина.

Необходимо отметить, что потребности взрослого человека в ами­нокислотах, на самом деле, немного ниже, чем требования расту­щего организма. Поэтому, во взрослом возрасте поддерживать не­обходимый баланс аминокислот оказывается еще проще.

Новое понимание «белковой компенсации»

В начале 1970-х годов в качестве основного требования для плани­рования была широко распростра­нена концепция «белковой компенсации». Это понятие указывает на необходимость дополнять свою диету четко определенным количеством злаков и бобовых. Многие людии свято верили, что , прежде чем приступить к обеду, проводят долгие часы с весами и калькулято­ром, высчитывая необходимое количество белка. В 1990-е годы по­добная практика «компенсации растительного белка» уже не считает­ся важной частью вегетарианства по следующим причинам:

  1. Все растительные продукты полноценны и содержат каждую из девяти выше перечисленных незаменимых аминокислот.
  2. Наиболее распространенные сочетания растительных продуктов, а также некоторые из этих продуктов по отдельности, с легкостью обес­печивают достаточное количество всех аминокислот на грамм белка.
  3. Уровень потребления белков у большинства вегетарианцев зна­чительно превышает потребности организма.
  4. Продукты, которые человек ест в течение дня, образуют в тканях тела скопление аминокислот, которое может расходоваться по мере необходимости.
  5. Поскольку детям, в большей степени, чем взрослым, необходи­мы концентрированные источники незаменимых аминокислот, при планировании детской диеты требуется более осторожный и взве­шенный подход. Составляя рацион питания детей-вегетарианцев и веганов, имеет смысл сосредоточиться на растительных продук­тах, богатых белком: детских смесях на основе сои, тофу, бобо­вых, орехах и семенах (или масле из орехов и семян, если речь идет о совсем маленьких детях), а также злаках. Для детей, при­держивающихся лакто-ово вегетарианской диеты, можно добавлять молоко и яйца – продукты, очень богатые белками. Планировки «белковой компенсации» растительных продуктов, помимо обес­печения разнообразия в еде, не требуется.
  6. В официальном заключении рабочей группы Всемирной Орга­низации Здравоохранения о новом понимании белковых потреб­ностей организма сказано: «Постепенно медицина пришла к осоз­нанию того факта, что даже в полностью вегетарианском рационе питания, содержащем разнообразные продукты, происходит взаи­модополнение аминокислот из разных видов растительной пищи. Если такой рацион питания удовлетворяет все энергетические по­требности организма ребенка или взрослого человека – он авто­матически обеспечивает и все его белковые потребности».
  7. Мнение, что все продукты растительного происхождения содер­жат «недостаточно» той или иной незаменимой аминокислоты, уже давно признано несправедливым. Новое понимание белковой ком­пенсации заключается в том, что человеку, планирующему свой обед, нет необходимости аккуратно вычислять подходящее соче­тание злаков и бобовых. Наиболее простой выход для обеспече­ния всех потребностей человеческого организма во всех минераль­ных веществах, витаминах, а также незаменимых аминокислотах, состоит в том, чтобы поддерживать разнообразие своего рациона питания. В растительной пище, из которой люди во всем мире уме­ют готовить вкусные блюда, содержится полный спектр необходи­мых организму аминокислот в более чем достаточном количестве. Кроме того, бобовые, цельные злаки и многие другие продукты растительного происхождения также содержат в себе ценные ми­неральные вещества – в частности, железо и цинк.

Белки в человеческом организме являются основным строительным материалом, который позволяет развиваться и расти всем клеткам без исключения. Они выполняют необходимые функции, которые нельзя компенсировать с помощью других элементов, так как содержат особенные аминокислоты. Поэтому сегодня мы обсудим, зачем человеку нужна белковая пища, и рассмотрим список продуктов, богатых этими органическими соединениями.

Описание и общая характеристика

Белки выступают в роли сложных органических соединений, состоящих из аминокислот - их насчитывается около 80, а 22 из них находятся в продуктах питания.

Масса человеческого тела в своем большинстве состоит из белка, поскольку он является главной составляющей мышц, связок, желез, органов.

Белки, которые являются составляющими человеческого тела, нельзя найти в том же состоянии, необходимом для полного усваивания организмом, ни в одном , все они проходят длительный процесс переработки для того, чтобы в дальнейшем выполнять свои функции. Протеин, который мы едим, расщепляется на аминокислоты, а в дальнейшем человеческий организм берет их за основу в процессе строения необходимых ему белков.

Знаете ли вы? Белок впервые выделил в 1728 году из пшеничной муки под видом клейковины Якопо Бартоломео Беккари - итальянский ученый. Это открытие считается важнейшим шагом для дальнейшего исследования белка.

Свойства белков напрямую связаны с их структурой и аминокислотным составом.

Аминокислоты бывают:

  • заменимыми - их синтез возможен благодаря другим органическим соединениям;
  • незаменимыми - их также называют жизненно необходимыми, их синтез в организме не происходит, и они должны попадать к человеку из продуктов питания.


Все живые организмы в процессе активности способны вырабатывать особенный вид органических соединений, который необходим конкретной особи.

Продукты расщепления всасываются из кишечника в кровь, поступая в печень, где некоторая их часть применяется для синтезирующих процессов альбумина, а также особенных белков. После этого происходит их транспортировка в другие органы и ткани.

Впоследствии они участвуют в процессах образования необходимых элементов человеческого организма, в качестве структурного или энергетического материала.

Процесс усвоения органических соединений связан с желудком и тонкой кишкой, которые являются местом их расщепления. Поэтому, если у человека проблемы с поджелудочной железой, - это плохо отразится на данном процессе.

Рассчитать количество усваиваемого протеина, который человек получает из продуктов с высоким содержанием белка, можно, учитывая качество продуктов питания, а также откуда они происходят. Органические соединения животного происхождения по сравнению с растительными усваиваются лучше в полтора раза.
Расщепление белков, которые поступают из молокопродуктов, яиц и рыбы , происходит быстрее всего. Далее по скорости расщепления находятся белки мясных продуктов , куда можно включить говядину, свинину и баранину. Медленнее процесс расщепления происходит с органическими соединениями, полученными из хлебобулочных изделий , изготовленных из муки высшего сорта.

Следует отметить, что самым высоким содержанием белка обладает желатин , который состоит из . Получаемые органические соединения в данном случае считаются неполноценными, но расщепляются достаточно быстро. К тому же, благодаря желатину, происходит стимулирование процесса свертывания крови, поэтому такой продукт рекомендуется употреблять пациентам, которые перенесли операции на органах пищеварительной системы, а также страдающим желудочно-кишечными кровотечениями, челюстно-лицевыми травмами.

Знаете ли вы? Все живые организмы (их сухой вес) на планете состоят минимум на 50 % из белка. А у вирусов содержание белка может находиться в пределах 45-90 %.


Основные функции и польза для организма

Рассматриваемые органические соединения необходимы для достижения:

  • Пластического воздействия . Белки выступают строительным материалом для клеток и межклеточного вещества. Взаимодействуя с фосфолипидами, происходит образование остов, находящихся в биологических мембранах.
  • Каталитического эффекта . Главной частью любого фермента считается белок. А как известно, ферменты необходимы для ассимиляции пищевых веществ, они также регулируют все процессы обмена внутри клеток.
  • Гормонального эффект а. В своем большинстве, гормоны выступают в виде белков или полипептидов, к ним относят гормон гипофиза, инсулин и паратиреоидный гормон.
  • Специфичност и. Органические соединения позволяют обеспечить индивидуальность в видовой специфичности, которую называют основной причиной стимулирования иммунной системы и аллергических реакций.
  • Функции транспортировки . Протеины позволяют транспортировать с кровью кислород, снабжать организм липидами и углеводами, полезными веществами, гормонами и лекарством. Специфические протеины позволяют обеспечить обогащение полезными веществами и организм, они транспортируются по клеточным мембранам и субклеточным структурам.


Белки также поддерживают упругость кожи, отвечают за здоровье волос и ногтей . Эти соединения способствуют поддержанию тела в тонусе, так как в качестве расщепления они влияют на формирование мышц. Следует также отметить, что белки являются главным стимулятором метаболизма.

Суточная потребность и норма

Количество протеиновой пищи, которую получает человек из продуктов питания, должна контролироваться, потому что в случае употребления недостаточного количества, происходят нарушения в органах и системах, приводя к непоправимым последствиям.

Потребление протеина сверх суточной нормы также нежелательно, поэтому необходимо учитывать эти особенности и регулярно рассчитывать количество потребляемых протеиновых продуктов, в зависимости от физической активности и особенностей организма. Также стоит отметить, что количество протеина, который необходим человеку, отличается в зависимости от пола.

Метод состоит в разделении продуктов на группы: от незаменимых, которые должны стать базовым рационом, до нежелательных, количество которых должно быть минимальным. Пропорции продуктов определяются их положением в пирамиде.

Мужчины

Норма белков, которую должен получать мужской организм в сутки, составляет от 70 до 120 г , и зависит от роста и веса, а также физических нагрузок.

Ниже приведена таблица, по которой вы можете рассчитать необходимое количество белка именно вам.
Стоит отметить, что количество протеина в сутки снижается в зависимости от возраста.

Людям, которые серьезно , в организм должно поступать больше протеина, нормой считается от 1,5 до 2,5 г на 1 кг веса человека в день.

Если вы посещаете и тренируетесь согласно общей программе, количество белка в сутки должно приравниваться к 0,8-1 г на 1 кг веса человека.

Женщины

Количество протеинов, необходимых женскому организму, не сильно отличается от потребности мужского организма и составляет около 60-90 г в сутки. Во время занятия спортом количество протеина должно быть увеличено до 1,7 г на 1 кг веса в сутки.

Стоит также выделить потребности беременных женщин в белке. В процессе развития малыша, он играет важную роль, поскольку участвует в строении организма ребенка, поэтому количество потребляемой протеиносодержащей пищи женщиной в положении должно быть не менее 2 г на 1 кг веса.

Нехватка и переизбыток

Если организм человека будет испытывать нехватку протеина, это пагубно отразится на состоянии здоровья, то же можно сказать и о переизбытке, который также может вызывать некоторые проблемы.

Избыток

Если потребление протеиновой пищи будет выше суточной нормы, могут происходить процессы перегрузки печени и почек, которые связаны с продуктами распада протеина. Если потребляемые органические соединения животного происхождения будут в избытке, то в организме начнет накапливаться мочевая кислота, которая может стать причиной развития камней в почках или подагры. Если организм будет перегружен протеином - это может усилить гнилостные процессы в кишечнике, нагрузить секреторную функцию пищеварительного аппарата, повысить кислотность в желудке.

Нехватка

Недостаток белка более опасен, чем его переизбыток. Нехватка протеина может наблюдаться, когда происходит длительное нарушение баланса в поступлении и распаде белков, если лидируют процессы распада. Такая ситуация возникает из-за недостаточного количества потребленного протеина, либо же, если потребляются белки с минимальной биологической ценностью, характеризующиеся нехваткой незаменимых аминокислот. Если нарушен рацион питания, который провоцируется различными факторами, как социально-экономическими, так и психологическими - это может вызывать алиментарную белковую недостаточность.
Но зачастую нехватка белка в организме обуславливается различными болезнями, которые связаны с нарушениями пищеварительных органов, связанных с поджелудочной железой и кишечником.

Важно! Потреблять протеин в большем количестве человеку необходимо в период туберкулеза, инфекций, почечных патологий, операционного вмешательства, ожоговых последствий, злокачественных опухолей, сильных кровопотерь.

Нехватка белка в организме приводит к ухудшению работы пищеварительной системы, поражает эндокринную, кроветворную, иммунную и другие системы, а также приводит к атрофии мышц. Также начинают плохо усваиваться в организме другие полезные вещества, что приводит к и снижению иммунитета.

Где искать белки: продукты-источники

Белки бывают разного происхождения, поэтому необходимо знать, в каких продуктах содержится много белка, они представлены в списке продуктов животного и растительного происхождения.

Животные

Ежедневно человек должен употреблять говядину, свинину, мясо кролика и мясо птицы.

Если рассматривать все сорта говядины, самой низкокалорийной из них считается телятина, поскольку она хорошо усваивается, употреблять это мясо можно даже в процессе похудения.
Также много белка в печени, почках, селезенке, языке, мозгах, вымени.

Взрослому человеку необходимо употреблять 0,8 г белков на каждый килограмм своего веса, то есть при весе 60 кг вы должны получать не менее 48 г белка в день. Потребность организма в белках возрастает во время болезни, после перенесенной операции, при физически сложной работе, во время активных занятий спортом или в период стремительного роста (этот пункт относится к детям и подросткам).

Также следует сказать, что человеку бывает достаточно и меньшего количества белков. Так, потребность организма в белках снижена во время жары или в преклонном возрасте, когда замедляется обмен веществ.

Что такое белок – подробнее Википедии расскажем о роли белка в организме человека!

Белок можно назвать одним из самых важных строительных элементов человеческого организма. Он находится в каждой клетке и в каждом органе. Кроме того, белок – это источник энергии. Если организм получает его в недостаточном количестве, печень трансформирует белок в жиры, чтобы про запас иметь быстродоступный источник сил.

Переваривать белок организм начинает с того момента, когда протеин попадает непосредственно в желудок, а усвоение длится достаточно долго, если сравнивать белки с углеводами. Именно поэтому после употребления белковой пищи человек чувствует себя сытым на протяжении нескольких часов.

В процессе усвоения организмом белки распадаются на аминокислоты, и уже в таком виде транспортируются в органы и ткани. Таким образом, в виде аминокислот белки есть и в крови, и в гормональной системе, и в щитовидной железе. Протеины оказывают значительное воздействие на рост организма и его жизнедеятельность, приводят в норму кислотно-щелочной и водный баланс.

На заметку! В человеческом организме присутствует 22 аминокислоты, 13 из которых он может самостоятельно синтезировать из имеющихся ресурсов, а 9 из них могут поступать в тело человека только во время еды благодаря белковым продуктам.

Полезные свойства белка. Содержание белков в продуктах (таблица белковой пищи)

В целом белки можно поделить на несколько групп , каждая из которых важна для человека. Например, существуют транспортные белки – с их помощью осуществляется доставка минералов и витаминов во все клетки человеческого организма. Существуют также белки-катализаторы – они помогают ускорить химические процессы, происходящие в вашем теле. Третью группу белков составляют так называемые антитела – именно они помогают организму бороться с различными инфекциями и вирусами.

Содержание белков в 100 г некоторых популярных продуктов:

Какие белки участвуют в сокращении мышц? Список продуктов для роста мышц

За сокращение мышц отвечают белки актин и миозин . Они не растворяются в жидкой среде, а быстро распадаются на аминокислоты и поступают во все мышцы тела. Если такие белки будут находиться в организме в достаточном количестве, человек сможет похвастаться отличной физической формой и соблазнительными спортивными рельефами.

Существует ряд продуктов, способствующих росту мышечной массы:

  1. Яйца. Низкокалорийный продукт, содержащий максимальное количество белка, что говорит о свойстве быстро сжигать жир и наращивать мышцы.
  2. Курица. Много белка и практически отсутствует жир – куриное мясо помогает формировать красивый рельеф тела.
  3. Миндаль. Этот орех содержит не только достаточное количество белка, но еще и магний, ускоряющий метаболизм и усваивание самих белков.
  4. Рыба. Кроме белка в рыбе находятся еще и жирные кислоты омега-3, которые очень важны для физически активного человеческого организма. Омега-3 заботятся о здоровье сердечно-сосудистой системы.
  5. Творог. Людям, желающим с помощью физических нагрузок нарастить мышечную массу, просто необходимо употреблять в пищу богатый белком творог. Для максимально быстрого эффекта отдавать предпочтение стоит нежирным или обезжиренным видам творога.

Какие белки лучше усваиваются – растительные или животные?

Белки бывают животного и растительного происхождения. К первой группе можно отнести белки, которые организм получает с поглощением яиц, молочных продуктов, мяса, рыбы и морепродуктов. Растительные же белки поступают вместе с орехами, соевыми продуктами, гречкой, авокадо, спаржей.

Существует также классификация, согласно которой белки делятся на полные и неполные. Так, белковые продукты, содержащие все незаменимые аминокислоты, называются полными. Ну а те, которые состоят всего лишь из нескольких незаменимых аминокислот, считаются неполными белками. К первой группе как раз и принадлежит вся белковая пища животного происхождения, ко второй – растительного.

Важно! Самыми богатыми на полноценный белок считаются яйца. А неполноценные белки в основном содержатся в орехах, бобовых, злаковых, фруктах и овощах.

Безусловно, человеческим организмом лучше и быстрее усваиваются белки животного происхождения. Это объясняется тем, что по своему аминокислотному составу они схожи с человеческими, поэтому переваривание такой пищи происходит гораздо быстрее. В растительных же белках присутствует значительное количество клетчатки. А она, как известно, замедляет процесс усвоения белков организмом.

Особенности белковой диеты: какие белковые продукты нужно употреблять для похудения?

Существуют даже специальные правила приема белковой пищи:

  1. Чтобы нарастить мышцы, за час до тренировки необходимо съесть куриную или индюшиную грудку, рыбу или любой кисломолочный продукт, например, полтарелки творога.
  2. Если цели нарастить мышцы нет, а спорт – это способ обрести стройность и изящный силуэт, то за 3 часа до тренировки желательно вообще не кушать. А вот через 2 часа после тренировки разрешается употреблять любую белковую пищу.
  3. Ну а если вы не стремитесь ни нарастить массу, ни похудеть, тогда необходимо просто позаботиться о правильном метаболизме. Для этого диетологи рекомендуют употреблять белковую пищу после обеда. В таком случае у вас не появится чувство голода, и организм не станет требовать ночных приемов пищи, что положительно скажется не только на здоровье, но и на внешнем виде.

На заметку! Чтобы похудеть, кушайте больше мяса птицы, а также обогащайте рацион рыбой и кисломолочными продуктами с низким процентом жирности. Тогда вы не только обретете желаемые объемы, а и заметите улучшение цвета кожи и здоровый блеск волос.

Обязательно употребляйте белковые продукты в пищу не только для похудения или набора мышечной массы, но и для улучшения самочувствия в целом.

Белки являются одним из главных компонентов любого живого организма. Функции их многогранны. Без белка невозможна нормальная жизнедеятельность любой клетки и организма в целом.

Любой организм, даже микроскопический, состоит из неких компонентов, которые выполняют в нем строго определенные функции. В любом живом организме одним из значимых компонентов являются белки, роль их переоценить сложно. Белок участвует не только в жизнедеятельности клетки, это и строительный клеточный материал и переносчик и катализатор. К тому же функции белков в организме человека и животных состоят в том, что они нужны как хороший источник энергии. Клеточная мембрана, обмен информацией, синтез наружу органеллами и много чего другого – все это белок.

Классифицировать белки сложно, связано это с тем, что они выполняют много функций. Поэтому есть условное деление, ведь один и тот же белок способен отвечать за несколько процессов.

Белки являются хорошо изученными структурами, ученые знают о том, какие функции они выполняют в организме человека. Но больше всего внимания было уделено ферментативной активности. Наиболее часто эти химические структуры выступают в роли катализатора биохимических реакций.

Одна белковая цепь способна катализировать одну или несколько реакций. Установлено, что примерно 4 тыс. реакций невозможны без участия белков. Примерно подсчитано, что есть реакции, которые без участия этих структур проходили бы около 78 миллионов лет, а с участием белка время сокращается до 18 миллисекунд.

Каркас всего живого

У человека основные и очень важные функции белков в организме состоят также в поддержании формы клеток. Роль состоит в том, что белок это каркас, без него не живет любая клетка или органелла, с их помощью возможно изменение формы. Такие структуры, как коллаген и эластин входят в состав межклеточного пространства, особо богата ими хрящевая ткань. Из кератина у человека состоят такие структуры, без которых его уже сложно и представить. Волосы и ногти, для некоторых они являются предметом гордости, а на самом деле, это белок.

Благодаря перьям птицы имеют возможность летать и это также белковые структуры. Проверить это несложно, достаточно поджечь перо птицы или волос, сразу же будет ощутим характерный запах. Именно белок придает специфическую упругость и плотность.

Специфическая защита

Организм как крепость, его нужно постоянно защищать от микроорганизмов и чужеродных веществ, которые проникают извне. Роль «стражников» у человека или животных также выполняют белки. Да и вариантов защиты можно выделить несколько.

Физическая сводится к поддержанию правильной формы клетки, препятствию на пути попадания чужеродных агентов. Так, коллаген входит в состав любого межклеточного вещества соединительной ткани. Это один из основных компонентов хрящей, и прочных, но эластичных сухожилий, его много в костной ткани, без него сложно представить глубокие слои любого участка кожи.

Роль коллагена для кожи сложно переоценить, ведь именно благодаря ему кожа длительно остается молодой и не имеет морщин.

Кератин является производным кожи, благодаря ему у человека есть волосы, птицы имеют перья, а животные – рога. Все в комплексе белки придают определенную структуру. Значение имеют и белки крови, к примеру, фибриноген и тромбин, без которых свертывание крови невозможно.

Есть также сведения о том, какие белки участвуют в химической защите, функция которой сводится к связыванию и инактивации токсинов. В основном это ферменты, вырабатываемые печенью – главной «химической лабораторией». При недостатке ее работы возникают характерные симптомы. Если все нормально, яды и токсины быстро связываются, превращаясь в растворимую форму, которую проще вывести за пределы организма.

Иммунитет – это, можно сказать, тоже белок, который содержится в крови и любой биологической жидкости. Значение и роль иммунной системы переоценить очень сложно, ведь она немедленно активируется на любое проникновение чужеродных агентов или других белков. За счет вырабатываемых антител поддерживается постоянная защита, после чего происходит запоминание, и впредь организм уже готов к последующей атаке.

Однако есть заболевания, которые направлены именно на иммунную систему человека. И это ВИЧ. Симптомы его проявляются не сразу, а через некоторое время, когда возникает недостаток иммунных клеток. Последствия СПИДа таковы, что клеток иммунитета практически не остается и организм теряет защиту.

Регуляция

Многие белки участвуют в регуляции процессов в организме и создании других белковых цепочек. За счет них происходят основные процессы, которые клетка имеет возможность контролировать и принять меры, когда что-то пошло не так. На этом основан синтез других белков, а также процесс деления клетки и основные его этапы.

Передача сигнала

Роль некоторых белков сводится к передаче сигналов между ближними или дальними клетками, органами и целыми системами. Есть мнение, что можно объединить эту и предыдущую функции, так как большинство участвующих в передаче сигнала белков задействованы в регуляции обмена. Наиболее яркими представителями передачи сигнала являются такие биоактивные вещества, как гормоны. При их недостатке возникают всевозможные сбои, которые имеют характерные симптомы.

Наиболее быстрый путь передачи информации – кровь, именно по ней гормоны и разносятся к тем органам, куда передают информацию. Связавшись с рецептором определенной клетки, гормон оказывает свое влияние и запускает реакцию.

Дополнительно их роль сводится к контролю концентрации различных веществ и белков в плазме крови, внутри клетки, влияние на процессы роста человека и способность к размножению и много чего другого. Пример привести просто – белок инсулин, его значение состоит в регуляции уровня глюкозы в крови человека, при его недостатке возникают симптомы сахарного диабета.

Транспорт веществ

Роль белка состоит в переносе различных веществ в организме, это могут быть как полезные вещества, так и токсины. Пример транспорта привести несложно – гемоглобин, значение которого состоит в переносе газов от легких к тканям и потом назад.

Запас энергии

Белки нужны также организму как отличный источник получения энергии, для этого есть специальные белки. Они запасаются клетками растений и организмом животных. Белок содержится в молоке и выполняет для новорожденного питательную функцию, служит отличным источником энергии.

Некоторые белки играют роль не только дополнительного источника энергии, но и аминокислот, которые необходимы для построения новых белков или регуляции обменных процессов.

Рецепторы

Значение в организме любого белка представить невозможно без наличия рецепторов. Они как «антенны» выступают над поверхностью клеточной мембраны и одним концом встроены в нее. Роль конечной части состоит в том, чтобы контактировать с другими белковыми структурами или химически активными веществами. Есть специальные рецепторы, реагирующие на воздействие света, к примеру, глаз, а есть отвечающие на растяжение, к таковым относятся барорецепторы мочевого пузыря. Рецепторы могут реагировать и на другие раздражители.

Сигнал воздействует на определенный участок рецептора, а белок на него реагирует. Если сигнал подходит для клетки, то поступает ответ. Представить это можно как подбор ключа к замку. Если ключ правильный – дверь откроется и сигнал пойдет далее. В этом состоит значение белка-рецептора.

Передвижение в пространстве

Белок помогает человеку перемещаться в пространстве и совершать определенные действия. Это реально, поскольку есть специальные белки, роль которых состоит в сокращении, они входят в состав мышечной ткани. Некоторые из них сокращаются медленно, человек может контролировать их. Примером может служить поперечно-полосатая мышечная ткань, неподвластная воле – это гладкая мышечная ткань сердца.

Белок в пище

Основные белки поступают в организм с пищей, поэтому имеет значение правильное питание. При отсутствии в еде белка ли его незначительном количестве развивается недостаток этого компонента. Итогом станет нарушение процессов белкового обмена в организме. Белок не сможет выполнять свои нормальные функции. Затрачивается строительный материал, теряется масса мышц. В итоге недостаток может привести к остановке сердца или дыхательной мускулатуры.

Последствия не заставят себя долго ждать и при избытке. Основные нагрузки приходятся на систему пищеварения и выделения. В пищеварительном канале образуются продукты белкового гниения. В результате их роль сводится к постоянной интоксикации, происходит медленное или быстрое отравление.

Белки в организме выполняют огромную роль, и без них невозможна нормальная жизнедеятельность человека. Практически во всех процессах белок занимает первостепенное положение.

1. Состав молекул белков. Белки- органические вещества, в состав молекул которых входят

углерод, водород, кислород и азот, а иногда - сера и другие химические

элементы.

2. Строение белков. Белки - макромолекулы, состоящие

из десятков, сотен аминокислот. Разнообразие аминокислот (около 20 видов),

входящих в состав белков.

3. Видовая специфичность белков - различие белков,

входящих в состав организмов, относящихся к разным видам, определяемое числом

аминокислот, их разнообразием, последовательностью соединения в молекулах

белка. Специфичность белков у разных организмов одного вида - причина

отторжения органов и тканей (тканевой несовместимости) при их пересадке от

одного человека другому.

4. Структура белков - сложная конфигурация молекул

белков в пространстве, поддерживаемая разнообразными химическими связями -

ионными, водородными, ковалентными. Естественное состояние белка. Денатурация -

нарушение структуры молекул белков под влиянием различных факторов -

нагревания, облучения, действия химических веществ. Примеры денатурации:

изменение свойств белка при варке яиц, переход белка из жидкого состояния в

твердое при построении пауком паутины.

5. Роль белков в организме:

Каталитическая. Белки - катализаторы, увеличивающие

скорость химических реакций в клетках организма. Ферменты - биологические

катализаторы;

Структурная. Белки - элементы плазматической

мембраны, а также хрящей, костей, перьев, ногтей, волос, всех тканей и органов;

Энергетическая. Способность молекул белков к

окислению с освобождением необходимой для жизнедеятельности организма энергии;

Сократительная. Актин и миозин - белки, входящие в

состав мышечных волокон и обеспечивающие их сокращение вследствие способности

молекул этих белков к денатурации;

Двигательная. Передвижение ряда одноклеточных

организмов, а также сперматозоидов при помощи ресничек и жгутиков, в состав

которых входят белки;

Транспортная. Например, гемоглобин - белок, входящий

в состав эритроцитов и обеспечивающий перенос кислорода и углекислого газа;

Запасающая. Накопление белков в организме в качестве

запасных питательных веществ, например в яйце, молоке, семенах растений;

Защитная. Антитела, фибриноген, тромбин - белки,

участвующие в выработке иммунитета и свертывании крови;

Регуляторная. Гормоны - вещества, обеспечивающие

наряду с нервной системой гуморальную регуляцию функций организма. Роль гормона

инсулина в регуляции содержания сахара в крови.

2. Биологическое значение размножения организмов. Способы размножения.

1. Размножение и его значение.

Размножение - воспроизведение себе подобных организмов, что обеспечивает

существование видов в течение многих тысячелетий, способствует увеличению

численности особей вида, преемственности жизни. Бесполое, половое и

вегетативное размножение организмов.

2. Бесполое размножение - наиболее древний способ. В

бесполом участвует один организм, в то время как в половом чаще всего участвуют

две особи. У растений бесполое размножение с помощью споры - одной

специализированной клетки. Размножение спорами водорослей, мхов, хвощей,

плаунов, папоротников. Высыпание спор из растений, прорастание их и развитие из

них новых дочерних организмов в благоприятных условиях. Гибель огромного числа

спор, попадающих в неблагоприятные условия. Невысокая вероятность появления

новых организмов из спор, поскольку они содержат мало питательных веществ и

проросток поглощает их в основном из окружающей среды.

3. Вегетативное размножение - размножение растений с

помощью вегетативных органов: надземного или подземного побега, части корня,

листа, клубня, луковицы. Участие в вегетативном размножении одного организма

или его части. Сходство дочернего растения с материнским, так как оно

продолжает развитие материнского организма. Большая эффективность и

распространение вегетативного размножения в природе, так как дочерний организм

формируется быстрее из части материнского, чем из споры. Примеры вегетативного

размножения: с помощью корневищ - ландыш, мята, пырей и др.; укоренением

нижних, касающихся почвы ветвей (отводками) - смородина, дикий виноград; усами

Земляника; луковицами - тюльпан, нарцисс, крокус. Использование вегетативного

размножения при выращивании культурных растений: клубнями размножают картофель,

луковицами - лук и чеснок, отводками - смородину и крыжовник, корневыми

отпрысками - вишню, сливу, черенками - плодовые деревья.

4. Половое размножение. Сущность полового размножения

в формировании половых клеток (гамет), слиянии мужской половой клетки

(сперматозоида) и женской (яйцеклетки) - оплодотворении и развитии нового

дочернего организма из оплодотворенной яйцеклетки. Благодаря оплодотворению получение

дочернего организма с более разнообразным набором хромосом, значит, с более

разнообразными наследственными признаками, вследствие чего он может оказаться

более приспособленным к среде обитания. Наличие полового размножения у

полового процесса у растений в процессе их эволюции, появление наиболее сложной

формы у семенных растений.

5. Семенное размножение происходит с помощью семян,

широко распространено и вегетативное размножение). Последовательность этапов

семенного размножения: опыление - перенос пыльцы на рыльце пестика, ее

прорастание, появление путем деления двух спермиев, их продвижение в

семязачаток, затем слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого - со

вторичным ядром (у покрытосеменных). Формирование из семязачатка семени -

зародыша с запасом питательных веществ, а из стенок завязи - плода. Семя -

зачаток нового растения, в благоприятных условиях оно прорастает и первое время

проросток питается за счет питательных веществ семени, а затем его корни

начинают поглощать воду и минеральные вещества из почвы, а листья - углекислый

газ из воздуха на солнечном свету. Самостоятельная жизнь нового растения.