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
- В рационе питания должно присутствовать достаточное количество белка.
- Белок должен быть усвояемым, то есть легко распадаться в пищеварительной системе на аминокислоты и хорошо всасываться.
- 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:
- Все растительные продукты полноценны и содержат каждую из девяти выше перечисленных незаменимых аминокислот.
- Наиболее распространенные сочетания растительных продуктов, а также некоторые из этих продуктов по отдельности, с легкостью обеспечивают достаточное количество всех аминокислот на грамм белка.
- Уровень потребления белков у большинства вегетарианцев значительно превышает потребности организма.
- Продукты, которые человек ест в течение дня, образуют в тканях тела скопление аминокислот, которое может расходоваться по мере необходимости.
- 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.
- 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».
- 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:
- Яйца. Низкокалорийный продукт, содержащий максимальное количество белка, что говорит о свойстве быстро сжигать жир и наращивать мышцы.
- Курица. Много белка и практически отсутствует жир – куриное мясо помогает формировать красивый рельеф тела.
- Миндаль. Этот орех содержит не только достаточное количество белка, но еще и магний, ускоряющий метаболизм и усваивание самих белков.
- 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.
- 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:
- Чтобы нарастить мышцы, за час до тренировки необходимо съесть куриную или индюшиную грудку, рыбу или любой кисломолочный продукт, например, полтарелки творога.
- 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.
- 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.