Білки (протеїни). Частина 1.

Білки (протеїни). Частина 1.

Білки (протеїни). Частина 1.

Цю статтю я мала б написати чи не першою у темі основних харчових речовин. Я зрозуміла це лише з часом, коли сама, власне, розібралася з цією постійною та найважливішою складовою частини живої матерії – білком (протеїном). Адже без нього клітини нашого організму не мали б своєї структури і не могли б виконувати свої функції. Він відповідає за функції росту та відновлення, за гормональну та ферментну активність. З нього утворюються антитіла та побудовані наші м’язи. Не дарма ж греки у свій час дали йому ім’я «proteios», що у перекладі означає «перший», «найважливіший».

Як вже повелося у моїх статтях, спочатку пропоную розглянути будову білка. Візуалізація дуже потужна штука для вивчення і запам’ятовування. Дивимось на зображення знизу вверх.
Отой клубочок різнокольорових спагеті – це і є схематичне зображення молекули білка. Кожна окрема кольорова спагеті – це поліпептидний ланцюжок. Він буває різної форми, з різним місцем розташування один відносно іншого і має особливості у способах згортання (спіралі чи зигзагоподібні структури). І якщо розгорнути таку спіраль, то отримаємо низку амінокислот – будівельних блоків білків (а отже, і наших клітин), довкола яких і завдяки яким відбуваються основні події у розвитку, функціонуванні та відновленні всього організму людини.

Якщо коротко, то білок – це:

Будівельний матеріал:

велика кількість протеїнів грають роль будівельного матеріалу, але основним і найбільш поширеним з них є колаген. Шкіра, сухожилля, хрящі, кістки та сполучні тканини містять дуже багато колагену, який служить каркасом, забезпечуючи міцність і структуру клітин. Недостатній синтез колагену може призвести до хвороби, що має поширену назву «кришталевої хвороби» і характеризується крихкими кістками.

Ензими (ферменти):

це протеїни, що пришвидшують біохімічні реакції. Кожна клітина має тисячі різних ензимів, які відповідають за різноманітні реакції. Приміром, реакції, потрібні для розщеплення жирних кислот і глюкози для отримання енергії.

Транспортери:

білки-транспортери допомагають переправляти різні молекули через мембрану клітини усередину чи назовні.

Гормони:

гормони – це свого роду гінці-посланці, які циркулюють у крові. Вони виробляються одним органом і викидаються у кров, щоб ті доставили послання іншому органу. Ну от як підшлункова залоза викидає в кров гормон інсулін, який подорожує до м’язів і жирових тканин, щоб посприяти засвоєнню глюкози.

Антитіла:

антитіла циркулюють в крові та є частиною імунного захисту проти таких збудників, як бактерії та віруси. Вони ще називаються імуноглобулінами і виділяються клітинами плазми.

Регулятори водного обміну:

протеїни відіграють важливу роль у рівномірному розподілі води в організмі, а саме у крові, міжклітинній рідині, у самих клітинах.

Щоб виконувати всю цю роботу, наш організм має забезпечити наявність безпосередніх виконавців – молекул білка, а для цього нам потрібно синтезувати достатню кількість амінокислот, з яких білок утворений. Тут можна ще раз глянути на схему будови білка.

Існує понад 300 амінокислот, наявних у різних тварин, рослин і мікробіальних системах, але лише 20 основних кодуються в ДНК і потім включаються до складу білків організму.

ДНК або дезоксирибонуклеїнова кислота – міститься в усіх клітинах організмів і є матеріальним носієм генетичної інформації, тобто забезпечує збереження, передавання і відтворення генетичної інформації.

Часто амінокислоти порівнюють з літерами алфавіту, які можна складати у слова та речення, створюючи цілу протеїнову мову. А ще їх порівнюють з різнокольоровими намистинками, нанизаними на нитку. Але як би там не порівнювали, очевидно одне – розмаїття поліпептидних ланцюгів, які можна утворити із амінокислот-намистинок чи амінокислот-літер, практично безмежне і кожний такий ланцюжок буде унікальним своєю будовою, а отже й функцією в організмі.

За біологічним (фізіологічним) значенням амінокослоти поділяють на три групи:

незамінні,

які не можуть синтезуватися в організмі з інших сполук, тому мають обов’язково надходити з харчовими продуктами (їх для людини вісім: треонін, метіонін, валін, лейцин, ізолейцин, лізин, фенілаланін, триптофан);

напівзамінні

амінокислоти можуть утворюватися в організмі, але в недостатній кількості, тому частково необхідна їх наявність у білках їжі (для дорослої людини таких три: аргінін, тирозин, гістидин; для дітей аргінін і гістидин є незамінними);

замінні

амінокислоти синтезуються в організмі в достатній кількості з незамінних та інших сполук. До них належить решта з 20 амінокислот.

Амінокислота незамінна Потреба, г/доба Джерела
 
Валін 3-4 М’який сир, м’ясо, яйця, риба, бобові
Лейцин 4-6 М’який сир, м’ясо, яйця, риба, бобові
Лізин 3-5 М’який сир, м’ясо, яйця, риба
Ізолейцин 3-4 М’який сир, м’ясо, яйця, риба, бобові
Метіонін 2-4 Молоко, м’ясо, яйця, риба
Треонін 2-3 М’який сир, м’ясо, яйця, риба, бобові
Триптофан 1 Молоко, м’ясо, яйця, риба, бобові
Феніланін 2-4 М’який сир, м’ясо, риба, бобові

Якість білка визначає два показники: його амінокислотний склад та рівень засвоєння. Чим вище подібність амінокислотного складу харчового білка з амінокислотними складом білків людського організму, тим вище його якість. Амінокислотний склад рослинних білків менш схожий на протеїни організму людини. Як результат, якість рослинних білків, як правило, нижче.

Білки, що містять усі незамінні амінокислоти в оптимальному співвідношенні, належать до повноцінних. Білки, що не містять усіх незамінних амінокислот, або вони погано збалансовані, належать до неповноцінних. До перших переважно і відносяться білки тваринного походження, до других – рослинного. У розрахунках цінності того чи іншого білка за «золотий» стандарт взято білок курячого яйця, як найоптимальнішого за складом.

Біологічна цінність білків залежить від ступеня їх засвоєння і перетравлюваності. Ступінь перетравлюваності залежить від структурних особливостей, активності ферментів, глибини гідролізу в шлунково-кишковому тракті, виду попередньої обробки в процесі приготування їжі. Перетравлюваність білків тваринного походження вища, ніж рослинних білків. Засвоюваність тваринних білків складає 97%, а рослинних 83 – 85%.

В порядку зменшення швидкості засвоєння білків в шлунково-кишковому тракті людини, харчові продукти розташовуються таким чином: риба → молочні продукти → м’ясо → хліб → круп’яні продукти

Якщо взяти будь-яку порцію їжі чи й раціон людини і розглянути виключно білки – це завжди буде суміш різних протеїнів. Суміш рослинних білків має більш прийнятний амінокислотний склад, ніж окремі рослинні білки. Це тому, що амінокислотний склад поєднаних рослинних білків більше нагадує протеїн організму людини. Наприклад, у більшості зернових вміст лізину низький, тоді як у бобових низький вміст метіоніну. Тож, комбінуючи зернові і бобові, можна компенсувати нестачу і отримати повноціний білок.

Вміст білків у продуктах харчування ніколи не перевищує 20-30% на 100г. Протеїнові суміші, які використовуються у спортивному харчуванні, можуть містити до 90%, проте перед вживанням їх необхідно розмішувати у воді, молоці чи фруктовому соці, доводячи концентрацію до тих же 20%.

На 100г сирогопродукту (г) Білки Жири Вуглеводи Цукри Клітковина
Арахіс 25,5 53 19 3 7
Сочевиця 25 1 63 2 10,7
Пшениця 12,4 2 59,5 1 10,6
Молоко 1,5% 3,5 1,5 4,5 4,5 0
Сир твердий* 21 27 0 0 0
Сосиски ** 11 28 0 0 0
Битки свинячі 20,4 15,2 0 0 0
Філе куряче 22,8 0,9 0 0 0
Стейк ялович. 23,8 3,5 0 0 0
Лосось 20,2 15,7 0 0 0
Яйця 12,5 10 0 0 0
 *Сир Добродар ТМ Звени Гора    **Сосиски молочні вищого ґатунку ТМ Алан

Для всеїдних людей м’ясо, риба, яйця та молочні продукти є чудовим джерелом білків. Вегани, які уникають споживання будь-яких продуктів тваринного походження, обмежені у виборі. Існує ризик, що кількість протеїну у їх раціоні не відповідає рекомендованим величинам, особливо якщо йдеться про дітей чи вагітних. Тому для прихильників веганства особливо важливо урізноманітнювати, комбінувати джерела рослинних білків для забезпечення збалансованого харчування і отримання всіх незамінних амінокислот у потрібній кількості.

Білкова недостатність у харчуванні може вилитися у страшні недуги, особливо для малолітніх дітей: кахексія (аліментарне виснаження), квашіоркор – форма харчової дистрофії, яка найчастіше проявляється після відлучення від грудей, під час переведення дітей на натуральне харчування, у якому відсутні продукти тваринного походження, зернові та бобові. Найбільш актуальною ця проблема є для країн третього світу.

Сучасні дослідження вказують на те, що рівень смертності від раку та серцево-судинних захворювань (ССЗ) нижчий у тих, хто уникає м’яса. Але дуже часто такі дослідження «грішать» ігноруванням таких важливих факторів, як куріння, соціальний статус та індекс маси тіла людини.

Найбільш вірогідна причина того, чому в обсерваційних дослідженнях тваринні білки нібито «програють» рослинним, не має ніякого стосунку до самого білка. Швидше за все, це через те, що йде в одній «упаковці» з тваринним білком, а це –  насичені жири, холестерин, відсутність клітковини та, приміром, велика кількість солі (м’ясо-ковбасні вироби). Рослинний же білок, навпаки, супроводжується клітковиною, ненасиченими жирними кислотами та численними біологічно активними сполуками. Отже. Хоча вегетаріанська (і, зокрема, веганська) дієта видається здоровішою, аніж дієта всеїдної людини, на даний час не існує наукового обґрунтування для виключення м’яса з раціону.

І тут дуже хочеться наголосити на тому, що, прихильником якої б з дієт ви не були, дуже важливим є дотримання збалансованості у харчуванні з достатньою кількістю різноманітної їжі, овочів і фруктів у тому числі. А для тих, хто вживає червоне м’ясо (свинина, яловичина, баранина) та продути переробки (м’ясо-ковбасні вироби, напівфабрикати та ін.) обережність і помірність не завадять.

Відповідно до загальних рекомендацій, щоб підтримувати нормальний білковий обмін для належного росту і відновлення тканин організму, 10-15% від загальної кількості споживаної енергії повинні надходити з білків. Це близько 0,75г білка на кілограм маси тіла на добу. Дві-три порції тваринної білкової їжі або чотири порції змішаних білків рослинного походження, таких як крупи з цільного зерна, овочі, бобові, горіхи та насіння, можуть легко забезпечити потреби людини. Якщо піти трішки глибше, то стане очевидним, що загальні рекомендації не всім підходять. Зазначена вище норма –  0,75г білка на кілограм маси тіла на добу – це, згідно з ВООЗ, безпечний рівень потреби в білках для чоловіків і жінок. Тобто, середнє значення. Але, приміром, якщо місцеві раціони базуються на грубій, волокнистій їжі, то, внаслідок зменшення рівня його перетравлювання та засвоєння на 10-15%, норму споживання білку та ж ВООЗ рекомендує збільшити. Таким чином, розрізняють нижчий  (0,75г на 1кг ваги) та вищий (1г на 1кг ваги) безпечні рівні споживання білків. У минулому році Україна вперше за 18 років переглянула норми фізіологічних потреб в основних харчових речовинах і енергії. Посилання на сторіночку з таблицею добових потреб дорослого населення в білках, жирах, вуглеводах та енергії – ось тут. Залежно від віку, фізичної активності, стану здоров’я чи відсотка м’язової маси,  потреби окремої людини можуть бути різними. При цьому рекомендований вміст у раціоні білків тваринного походження відносно загальної кількості білків: для дітей – 60 % і більше, для дорослих – 50 % і більше.

Що ж відбувається після того, як ми з’їмо страву, багату на білки? На відміну від вуглеводів, процес травлення яких починається ще в ротовій порожнині, трансформація білка починається у шлунку, де шлункова кислота змушує вузлики поліпептидних ланцюжків розкручуватися і робить їх більш доступними для подальшого розщеплення іншими ферментами (ось чому замочування м’яса у кислуватих маринадах сприяє його м’якості та пришвидшує приготування). Спочатку шлунковий фермент пепсин «рубає» довгі ланцюжки на коротші поліпептиди. У верхній частині тонкого кишечника долучаються ферменти підшлункової залози (трипсин і химотрипсин), завдання яких полягає у розщепленні поліпептидів на ще коротші ланцюжки зі специфічною послідовністю амінокислот. І тільки ферменти тонкого кишечника (карбоксипептидаза та амінопептидаза) знищують останні пептидні зв’язки, вивільнюючи окремі амінокислоти. І вже окремі амінокислоти всмоктуються і кровотоком розносяться в різні частини та органи тіла для того, щоб стати будівельним матеріалом для нових білків. М’язи – це один з органів, якому потрібні амінокислоти у великій кількості для синтезу м’язових протеїнів, що грають важливу роль у функціонуванні м’язових клітин, міоцитів. Те ж саме стосується і печінки. Вона теж потребує чималу кількість амінокислот для синтезу особливих печінкових протеїнів, включно з альбуміном – протеїном, що входить до складу цитоплазми клітин, різних рідин і тканин організму (сироватки крові, лімфи, плазми та ін.).

Наше тіло є домівкою для 100 000 різноманітних білків. Одні працюють всередині клітин, інші – поза їх межами. Але всі вони мають конкретні функції. Як згадувалося вище, ці функції визначаються способом згортання поліпептидних ланцюжків та певною послідовністю амінокислот у цих ланцюжках. І навіть одна амінокислота, помилково «вставлена» організмом не на своє місце може порушити функцію протеїну. А якщо ця помилка неодноразово повторюється, то вона може стати причиною виникнення генетичного  захворювання.

Кожен із 100 000 білків має різну швидкість обміну. Одні розпадаються вже за декілька хвилин після синтезу, інші – залишаються стабільними ще на місяці. У середньому 50% білків оновлюється за 3 тижні. За рік, або ж навіть декілька місяців, практично все наше тіло оновлюється. Найтриваліший період оновлення –  у кісток: близько 10 років.   

Далі буде.

Джерело інформації – ludagudz.wordpress.com

Опублікувати коментар

Pin It on Pinterest

Share This