Обмен белков в организме
Потребность организма в белках. После расщепления белков в пищеварительном тракте образовавшиеся аминокислоты всасываются в кровь. В кровь всасывается также незначительное количество полипептидов — соединений, состоящих из нескольких аминокислот. Из аминокислот клетки нашего тела синтезируют белок, причем белок, который образуется в клетках человеческого организма, отличается от потребленного белка и характерен для человеческого организма.
Образование нового белка в организме человеку и животных идет беспрерывно, так как в течение всей жизни взамен отмирающих клеток крови, кожи, слизистой оболочки, кишечника и т. д. создаются новые, молодые клетки. Для того чтобы клетки организма синтезировали белок, необходимо, чтобы белки поступали с пищей в пищеварительный канал, где они подвергаются расщеплению на аминокислоты, и уже из всосавшихся аминокислот будет образован белок.
Если же, минуя пищеварительный тракт, ввести белок непосредственно в кровь, то он не только не может быть использован человеческим организмом, но вызывает ряд серьезных осложнений. На такое введение белка организм отвечает резким повышением температуры и некоторыми другими явлениями. При повторном введении белка через 15—20 дней может наступить даже смерть при параличе дыхания, резком нарушении сердечной деятельности и общих судорогах.
Белки не могут быть заменены какими-либо другими пищевыми веществами, так как синтез белка в организме возможен только из аминокислот.
Биологическая ценность белков. Для того чтобы в организме мог произойти синтез присущего данному организму белка, необходимо поступление всех или наиболее важных аминокислот.
Из известных нам аминокислот не все имеют одинаковую ценность для организма. Среди них есть аминокислоты, которые могут быть заменены другими или синтезированы в организме из других аминокислот; наряду с этим есть и незаменимые аминокислоты, при отсутствии которых или даже одной из них белковый обмен в организме нарушается.
|
Заменимые
|
Незаменимые
|
|
Гликокол
|
Валин
|
|
Аланин
|
Лейцин
|
|
Норлейцин
|
Изолейцин
|
|
Цитруллин
|
Лизин
|
|
Серин
|
Аргинин
|
|
Цистин
|
Метионин
|
|
Аспарагиновая кислота
|
Треонин
|
|
Глутаминовая кислота
|
Фенилаланин
|
|
Орнитин
|
Триптофан
|
|
Глицин
|
Гистидин
|
|
Оксилизин
|
|
|
Тирозин
|
|
|
Пролин
|
|
|
Оксипролин
|
Белки не всегда содержат все аминокислоты: в одних белках содержится большое количество необходимых организму аминокислот, в других — незначительное. Разные белки содержат различные аминокислоты и в разных соотношениях.
Белки, в состав которых входят все необходимые организму аминокислоты, называются полноценными; белки же, не содержащие всех необходимых аминокислот, являются неполноценными белками.
Для человека важно поступление полноценных белков, так как из них организм может свободно синтезировать свои специфические белки. Однако полноценный белок может быть заменен двумя или тремя неполноценными белками, которые, дополняя друг друга, дают в сумме все необходимые аминокислоты. Следовательно, для нормальней жизнедеятельности организма необходимо, чтобы в пище содержались полноценные белки или набор неполноценных белков, по аминокислотному содержанию равноценных полноценным белкам.
ВЛИЯНИЕ ПИТАНИЯ НЕ ПОЛНОЦЕННЫМИ БЕЛКАМИ
Два цыпленке одного возраста. Левый получал в пище неполноценный белок и резко отстал в росте. Его вес 162 г.
Правый получал полноценный белок и развивался нормально. Его вес 342 г.
Поступление полноценных белков с пищей крайне важно для растущего организма, так как в детстве в организме ребенка не только происходит восстановление отмирающих клеток, как у взрослых, но и в большом количестве создаются новые клетки.
Важность непрерывного поступления полноценных белков с пищей видна на рис. 57, на котором приведены два цыпленка, получающие корм, содержащий белки, жиры и углеводы, с той лишь разницей, что один цыпленок получал неполноценные белки, а другой — полноценные.
Обычная смешанная пища содержит разнообразные белки, которые в сумме обеспечивают потребность организма в аминокислотах.
Важна не только биологическая ценность поступающих с пищей белков, но и их количество. При недостаточном количестве белков нормальный рост организма приостанавливается или задерживается, так как потребности в белке не покрываются из-за его недостаточного поступления.
К полноценным белкам относятся преимущественно белки животного происхождения, кроме желатины, которая хотя и является белком животного происхождения, но относится к неполноценным белкам.
Неполноценные белки — преимущественно растительного происхождения. Однако некоторые растения (картофель, некоторые бобовые растения и др.) содержат полноценные белки. Из животных белков особенно большую ценность для организма представляют белки мяса, яиц, молока и др.
Баланс азота. О количестве распавшегося в организме белка можно’судить по количеству выведенного из организма азота.
Как мы уже знаем, обязательной составной частью белка и продуктов его расщепления — аминокислот — является азот.
В других питательных веществах азот не содержится. Каким-либо иным путем азот в организм не попадает. Следовательно, изучая обмен азота, мы тем самым можем составить представление об обмене белков.
В белке содержится в среднем 16% азота. Количество потребляемого белка можно установить, определяя азот в пище. Полученное количество азота умножают на 6,25 и получают количество белка в граммах. Цифра 6.25 получается, если разделить 100 на 16 (100:16 = 6,25). Так как не весь азот усваивается, то для точности расчета определяют количество азота, выведенного с калом, и вычитают из количества потребленного азота. Полученная цифра и является точным показателем усвоенного азота.
Не менее важно установить также количество распавшегося белка. Это можно сделать, определив количество выведенного из организма азота. Азот из организма выводится преимущественно с мочой, и поэтому, определив количество азота в моче и умножив его на 6,25, мы можем узнать количество распавшегося белка. Количество азота, который выводится с потом и теряется при слущивании кожи, очень незначительно и обычно не учитывается.
Исследования показывают, что в здоровом взрослом организме количество поступившего азота равно количеству выведенного азота. Следовательно, белка распадается столько же, сколько его поступает.
Отношение количества поступившего в организм азота к количеству выведенного называется азотистым балансом. Когда количество выведенного азота равно количеству введенного, такое соотношение обозначают как азотистое равновесие. Состояние азотистого равновесия наблюдается у взрослого здорового человека.
% Несколько иная картина имеет место у детей. Дети нуждаются в большом количестве белка, который необходим для их нормального развития, для процессов роста, поэтому в организме детей задерживается значительная часть азота. Следовательно, количество поступившего белка превышает количество распавшегося белка.
Задержка белка в организме наблюдается иногда и у взрослых людей, например после перенесенного изнурительного заболевания, преимущественно инфекционного характера, или после длительного голодания, когда белок необходим для восстановления истощенных тканей и органов.
Если количество поступившего азота превышает количество выведенного азота, говорят о положительном азотистом балансе.
Во время голодания или в период тяжелого инфекционного заболевания происходит распад собственных тканей, и количество выведенного азота становится больше, чем количество поступившего азота. Такое состояние получило название отрицательного азотистого баланса.
Белки в организме не откладываются в запас. Только небольшое количество их надолго задерживается в печени. При поступлении с пищей большого количества белка повышается его распад и, наоборот, при уменьшении количества потребляемого белка понижается и количество распавшегося белка.
Таким образом, все время поддерживается азотистое равновесие, но каждый раз на новом уровне, в зависимости от количества поступившего азота.
Однако слишком большое снижение количества потребляемого белка вызывает ряд расстройств. При снижении количества белка в пище азотистое равновесие сохраняется только в известных пределах. При обычном питании азотистое равновесие устанавливается, когда в пище содержится 80—110 г белка. При снижении количества белка до 60 г. азотистое равновесие может сохраниться, но при дальнейшем снижении наступает отрицательный азотистый баланс. Наименьшее количество азота, который должен содержаться в поступающей в организм пище и при котором еще поддерживается азотистое равновесие, называется белковым минимумом.
Распад белка и синтез мочевины в организме
Если белка в организм поступает больше, чем требуется для восстановления тканей, то значительная часть белка идет на синтез новой протоплазмы; избыточная же часть используется организмом как энергетический материал. Этот остаток белка окисляется до углекислого газа и воды.
Окисление начинается с того, что от аминокислоты отщепляется азот в виде аммиака (NH3). Остаток аминокислоты имеет в своем составе водород, кислород и углерод и, окисляясь, распадается на углекислый газ и воду. При этом освобождается энергия, которая используется организмом.
Аммиак является ядовитым веществом, отравляющим организм. Однако он обезвреживается после превращения в мочевину. Превращение аммиака в мочевину происходит в печени и осуществляется в результате длинной цепи химических реакций.
Образовавшаяся мочевина выводится из организма почками.
Конечным продуктом распада белка я ваяется не только мочевина. Одновременно с ней образуются другие азотистые вещества (мочевая кислота и др.). Все азотистые вещества выводятся из организма с мочой и потом.
Норма белка в питании. Пища человека должна содержать такое количество белка, чтобы полностью удовлетворять все потребности организма.
Количество белка, необходимое организму, различно для людей разных профессий, разного возраста, пола и т. и. Считается, что содержания в пище в среднем 100—118 г белка вполне достаточно, чтобы удовлетворить потребность организма. Если же человек занимается тяжелым физическим трудом, то норму белка в пище увеличивают и доводят до 130—140 г.
Статья на тему Обмен белков