Posted on 19.01.2019 at. 19.01.2019 by alexxlab

Какие бывают белки » Привет Студент!

Какие бывают белки

Принципы классификации белков

В настоящее время из органов и тканей человека, животных, растений и микроорганизмов выделено много разнообразных белковых препаратов. Выделены также препараты белков из отдельных частей клетки (например, из ядер, рибосом и т. д.), из неклеточного вещества (сыворотки крови, белка куриного яйца). Полученные препараты имеют различные названия. Однако для систематического изучения белки необходимо распределить по группам т. е. классифицировать. Но это встречает определенные трудности. Если в органической химии вещества классифицируют на основании их химического строения, то в биологической химии строение большинства белков во всех деталях еще не изучено. Кроме того, классифицировать белки на основании только их химического строения очень сложно. Также невозможно дать достаточно обоснованную классификацию белков по их функциям в организме. Очень часто белки, близкие по строению, обладают совершенно различными биологическими функциями (например, гемоглобин и такие ферменты, как каталаза, пероксидаза и цитохромы).

Несколько большие возможности для классификации белков предоставляются при изучении физико-химических свойств белковых веществ. Неодинаковая растворимость белков в воде и других растворителях, различные концентрации солей, необходимые для высаливания белков,— вот обычно те признаки, которые позволяют классифицировать ряд белков. Одновременно принимаются к сведению и некоторые уже известные особенности в химическом строении белков и, наконец, их происхождение и роль в организме.

Весь обширный класс белковых веществ принято разделять на две большие группы: простые белки, или протеины, и сложные белки, или протеиды. Простые белки при гидролизе распадаются только на аминокислоты, а сложные наряду с аминокислотами дают соединения другого типа, например: углеводы, липиды, гем и т. д. Таким образом, сложные белки, или протеиды, состоят из собственно белкового вещества (белковой части или простого белка) в сочетании с другими небелковыми веществами.

К простым белкам, или протеинам, относят протамины, гистоны, альбумины, глобулины, проламины, глютелины, протеиноиды и другие белки, не принадлежащие ни к одной из перечисленных групп, например многие белки-ферменты, мышечный белок — миозин и др. Группу сложных белков, или протеидов, обычно также подразделяют на несколько подгрупп в зависимости от характера содержащихся в них небелковых компонентов.

Однако подобная классификация имеет весьма относительную ценность. Новейшими исследованиями установлено, что многие простые белки в действительности связаны с небольшим количеством тех или иных небелковых соединений. Так, некоторые протеины можно было бы отнести к группе сложных белков, поскольку они, как оказалось, связаны с небольшим количеством углеводов, иногда липидов, пигментов и т. д. В то же время довольно трудно точно охарактеризовать с химической точки зрения и некоторые сложные белки. Так, например, липопротеиды в некоторых случаях представляют настолько непрочные комплексы, что их можно было бы рассматривать скорее как адсорбционные соединения простых белков с липидами, чем как индивидуальные химические вещества.

Простые белки

Наиболее простыми белками являются протамины и гистоны. Они имеют слабоосновной характер, в то время как абсолютное большинство других — кислый. Основной характер протаминов и гистонов обусловлен тем, что в состав их молекул входит большое количество диаминомонокарбоновых аминокислот, таких, как лизин и аргинин. У этих кислот одна а-аминогруппа связана пептидной связью с карбоксилом, а другая остается свободной. Она и обусловливает слабощелочную среду растворов белков. В соответствии со своим основным характером гистоны и протамины обнаруживают ряд особых, не встречающихся у других белков свойств. Так, эти белки находятся в изоэлектрической точке при щелочной реакции среды. Вот почему протамины и гистоны «свертываются» при кипячении лишь при добавлении щелочи.

Протамины, впервые выделенные Ф. Мишером, содержатся в большом количестве в сперматозоидах рыб. Они характеризуются очень высоким содержанием основных аминокислот (до 80%), особенно аргинина. Кроме того, в протаминах отсутствуют такие аминокислоты, как триптофан, метионин, цистеин, а в большинстве протаминов также и тирозин, и фенилаланин. Протамины — относительно небольшие белки. Они имеют молекулярную массу от 2000 до 12 000. Из ядер мышечных клеток их выделить не удалось.

Гистоны обладают менее основными свойствами, чем протамины. В них содержится лишь 20—30 % диаминомонокарбоновых кислот. Аминокислотный состав гистонов значительно более разнообразен, чем протаминов, однако в них также отсутствует триптофан или его имеется очень небольшое количество. В состав гистонов входят также модифицированные, измененные аминокислотные остатки, например: О-фосфосерин, метилированные производные аргинина и лизина, ацетилированные по свободной аминогруппе производные лизина.

Много гистонов содержится в зобной железе, ядрах клеток железистых тканей. Гистоны не являются однородными белками и могут быть разделены на ряд фракций, отличающихся по химическому составу и биологическим свойствам друг от друга. Классификация гистонов основана на относительных количествах лизина и аргинина. Гистон Н1 очень богат лизином. Для гистона Н2 характерно умеренное содержание этой аминокислоты, причем существует два типа этого гистона — Н2А и Н2В. Гистон НЗ умеренно богат аргинином и содержит цистеин. Гистон Н4 богат аргинином и глицином.

Гистоны одного и того же типа, полученные из различных животных и растений, имеют очень сходные аминокислотные последовательности. Такой консерватизм в эволюции, по-видимому, служит сохранению последовательности, обеспечивающей существенные и специфические функции. Это лучше всего подтверждается тем фактом, что аминокислотные последовательности гистона Н4 из проростков гороха и тимуса быка отличаются только двумя из 102 аминокислотных остатков, присутствующих в молекуле.

Благодаря наличию большого количества свободных аминогрупп протамины и гистоны образуют ионные связи с остатками фосфорной кислоты, входящей в состав ДНК, и способствуют компактной укладке двойной спирали ДНК в образованном комплексе ДНК с данными белками. Комплекс ДНК с гистонами — хроматин содержит ДНК и гистоны в примерно равном количественном отношении.

Кроме взаимодействия с ДНК, гистоны также реагируют друг с другом. Экстракцией хлоридом натрия из хроматина был выделен тетрамер, состоящий из двух молекул гистона НЗ и двух молекул гистона Н4. В этих же условиях гистоны Н2А и Н2В могут быть выделены вместе в виде димера. Современная модель структуры хроматина предполагает, что один тетрамер и два димера взаимодействуют с 200 парами оснований ДНК, что составляет примерно участок длиной около 70 нм. При этом образуется сферическая структура диаметром 11 нм. Считается, что хроматин представляет собой подвижную цепь, составленную из таких единиц. Эта предположительная модель подтверждается различными методами исследования.

Альбумины и глобулины являются хорошо изученными белками, входящими в состав всех животных тканей. Основная масса белков, находящихся в плазме крови, в сыворотке молока, в яичном белке и др., состоит из альбуминов и глобулинов. Их соотношение в различных тканях удерживается в определенных границах.

Альбумины и глобулины отличаются друг от друга по физико-химическим свойствам.

Одним из распространенных методов разделения альбуминов и глобулинов является их высаливание с помощью сульфата аммония. Если к раствору белка добавить такое количество сульфата аммония, которое содержится в том же объеме разведенного пополам насыщенного раствора этой соли, из раствора выделяются глобулины. Если их отфильтровать и к фильтрату продолжать добавлять кристаллический сульфат аммония до полного насыщения, в осадок выпадает альбумин. Таким образом, глобулины осаждаются в полунасыщенном растворе сульфата аммония, в то время как альбумины — в насыщенном растворе.

Изучение альбуминов и глобулинов обнаружило и другие различия в их физико-химических свойствах. Оказалось, что альбумины способны растворяться в дистиллированной воде, в то время как для растворения глобулинов к воде нужно добавить небольшое количество соли. На основании этого возможно отделение глобулинов от альбуминов путем диализа белкового раствора. Для этого раствор белка, помещенный в мешочек из полупроницаемого материала, например целлофана, опускают в дистиллированную воду.

Раствор белка постепенно обессоливается, а глобулины выпадают в осадок. Их отделяют от оставшихся в растворе альбуминов. Глобулины можно осадить и насыщенным раствором сульфата натрия, в то время как альбумины растворяются в нем.

В больших количествах альбумины и глобулины выделяются с лечебными целями из крови доноров. Препараты альбумина крови человека используются для введения больным, потерявшим много крови, как кровезаменители. Препараты у-глобулина используется как для профилактики, так и для лечения некоторых инфекционных заболеваний. В настоящее время для выделения препаратов альбуминов и глобулинов из крови доноров разработаны методы раздельного осаждения этих белков, основанные на их различной растворимости в растворах, содержащих этиловый спирт в различных концентрациях, на холоде. Таким методом получают высокоочищенные препараты альбумина и разных фракций глобулинов, в дальнейшем используемых в лечебных целях.

Среди простых белков растительного происхождения вызывают интерес глютелины и проламины. Они содержатся в семенах злаков, образуя основную массу клейковины. Клейковина может быть выделена в виде клейкой массы путем растирания муки с водой и постепенного отмывания крахмала медленным током воды. Клеящие свойства крахмального клейстера зависят от наличия в нем клейковины. Чем больше клейковины содержится в зерне злаков, тем более ценным считается это зерно. К глютелинам относятся, например, оризенин, получаемый из риса, и глютенин, получаемый из пшеницы.

Одним из важнейших проламинов и наиболее характерным белком эндоспермы пшеничного зерна является глиадин. Глиадин нерастворим в воде и солевых растворах, но в отличие от других белков растворяется в растворе спирта (70%) и с его помощью извлекается из зерна. Из других представителей проламинов можно назвать гордеин, получаемый из ячменя, и зеин — из кукурузы. Эти белки, подобно глиадину, экстрагируются из клейковины раствором спирта (70—80 %). Всепроламины характеризуются относительно высоким содержанием пролина.

Отличительной особенностью белков опорных тканей является их полная нерастворимость в воде, солевых растворах, разведенных кислотах и щелочах. Их объединили под общим названием протеиноидов, что значит белковоподобные. Эти белки относятся к фибриллярным, или волокнистым, белкам, частицы которых имеют форму более или менее вытянутых волокон или нитей. Вследствие нерастворимости протеиноидов в воде на них не действуют ферменты пищеварительных соков. Протеиноиды, как правило, непригодны для питания. К ним относятся, например, белки рогов, копыт, шерсти, волос и др. В то же время ряд белков опорных тканей способен перевариваться пищеварительными соками. Это белки костной ткани, сухожилий, хрящей.

Из отдельных представителей протеиноидов большой интерес представляет коллаген, входящий в состав соединительной ткани (рис. 1). Простейшим методом его получения является обработка костей разведенной соляной кислотой. При этом минеральные вещества переходят в раствор, а коллаген остается. Биологическим предшественником коллагена является проколлаген. Он наряду с коллагеном найден в коже и других тканях. Этот белок удалось выделить в кристаллическом виде. От коллагена он отличается как своим аминокислотным составом (в нем много содержится аминокислоты пролина, в то время как в коллагене — гидроксипролина), так и тем, что расщепляется всеми ферментами, гидролизующими белки.

Белковое вещество сухожилий и связок носит название эластина. Этот протеиноид несколько легче поддается действию пищеварительных соков, чем коллаген.

Кератины являются характерными протеиноидами волос, рогов, ногтей, эпидермиса и шерсти. В их состав входит относительно большое количество цистеина и цистина.

Фиброины являются протеиноидами, вырабатываемыми в прядильных железах насекомых: пауков, гусениц некоторых бабочек (шелкопрядов) и др. Фиброин шелка, составляющий основную массу шелковой нити, выделяется в жидком виде, но затем быстро затвердевает. Шелковые нити, идущие на изготовление тканей, представляют собой фиброин, освобожденный от клея серицина.

Сложные белки

Важнейшими сложными белками являются нуклео-протеиды, хромопротеиды, гликопротеиды, фосфопротеиды, липопротеиды. К группе сложных белков относятся белки, в состав которых, помимо белковой части, входит та или иная небелковая группа — простетическая группа. Она освобождается при гидролизе протеидов наряду с продуктами гидролитического расщепления белковой молекулы— аминокислотами. Так, нуклеоп роте иды дают при гидролизе нуклеиновые кислоты и продукты их распада, гликопротеиды — углеводы и близкие к углеводам вещества, фосфопротеиды — фосфорную кислоту, хромопротеиды — окрашенную группировку, чаще всего гем, липопротеиды — различные липиды. Сложные белки-ферменты можно также расщепить на белковую часть и небелковую простетическую группу. Все эти простетические группы, более или менее прочно связанные с белковым компонентом сложного белка, в большинстве случаев хорошо изучены с химической точки зрения.

 

 

Рис. 1. Схема структуры коллагена.

 

Среди сложных белков очень большой интерес представляют нуклеопротеиды. Значение нуклеопротеидов определяется прежде всего тем, что из этих белков, как показывает их название, состоит основная масса чрезвычайно важной части клетки — клеточного ядра. Ядро является центром управления жизнедеятельности клетки. Такие процессы, как деление клетки, передача наследственной информации, управление биосинтезом белков, осуществляются при участии ядерных структур. Нуклео-протеиды, а точнее дезоксирибонуклеопротеиды, могут быть выделены из зобной железы, селезенки, из сперматозоидов, ядерных эритроцитов птиц и некоторых других тканей. В их составе, помимо белковой части, находится дезоксирибонуклеиновая кислота, ответственная за хранение и передачу наследственной информации.

В то же время другой тип нуклеопротеидов — рибонуклеопротеиды входят в состав по преимуществу цитоплазмы клеток, принимая непосредственное участие в образовании важнейших биологических систем, в первую очередь системы биосинтеза белка. В клетке рибонуклеопротеиды являются составной частью клеточной органеллы — рибосомы.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) входит в хроматин — сложный нуклеопротеид, из которого состоят хромосомы. Кроме того, в клетке существует несколько типов рибонуклеиновой кислоты (РНК). Есть информационная РНК (иРНК), которая синтезируется при считывании информации с ДНК и на которой потом синтезируется полипептидная цепь; транспортная РНК (тРНК), доставляющая аминокислоты к иРНК, и рибосомальная РНК (рРНК), входящая в состав клеточных органелл — рибосом, которые образуют комплексы с иРНК В этих комплексах при участии всех трех типов РНК и аминокислот происходит синтез белка.

Нуклеиновые кислоты, находящиеся в составе нуклеотидов, представляют огромный интерес и как компоненты вирусов, занимающих промежуточное место между молекулами сложных белков и самыми мелкими болезнетворными микроорганизмами. Многие вирусы могут быть получены в кристаллической форме. Эти кристаллы представляют собой совокупность вирусных частиц, а те в свою очередь состоят из белкового «футляра» и находящейся внутри него спирализованной молекулы нуклеиновой кислоты (рис. 2). Белковый «футляр» (оболочка вируса) построен из большого количества субъединиц — молекул белка, соединенных между собой с помощью ионных и гидрофобных связей. Причем связь между белковой оболочкой и нуклеиновой кислотой у вирусных частиц весьма непрочна. При проникновении некоторых вирусов в клетку белковая оболочка остается на поверхности, нуклеиновая кислота внедряется в клетку и заражает ее. При участии этой нуклеиновой кислсты в клетке синтезируются белки вируса и вирусная нуклеиновая кислота, что приводит в конечном итоге к образованию большого количества новых вирусных частиц и гибели зараженной клетки. Все это позволяет считать вирусную частицу — гигантскую молекулу сложного белка-нуклеопротеида — своеобразной сверхмолекулярной структурой. Вирусы — это промежуточное звено между химическими веществами и сложными биологическими системами. Вирусы, как нуклеопротеиды, как бы заполняют разрыв между «химией» и «биологией», между веществом и существом.

Белковыми компонентами сложных белков клеточного ядра, помимо уже известных нам белков основного характера, гистонов и протаминов, являются и некоторые кислые белки, так называемые негистоновые белки хроматина, основной функцией которых является регуляция активности дезоксирибонуклеиновой кислоты, как основного хранителя генетической информации.

 

 Рис. 2. Вирус мозаичной болезни табака: 1 — спираль РНК; 2 — субъединицы белка, образующие защитный футляр.

 

 

Хромопротеиды — сложные белки, которые состоят из простого белка и связанного с ним окрашенного химического соединения. Это соединение может принадлежать к самым различным типам химических веществ, однако чаще всего такое органическое соединение образует еще и комплекс с металлом — железом, магнием, кобальтом.

К хромопротеидам относятся такие важные белки, как гемоглобины, при помощи которых осуществляется перенос кислорода с кровью в ткани, и миоглобин — белок мышечных клеток позвоночных и беспозвоночных. Миоглобин в четыре раза меньше, чем гемоглобин. Он забирает кислород у гемоглобина и снабжает им мышечные волокна. Кроме того, к хромопротеидам относится гемоцианин, переносящий кислород у многих беспозвоночных. Этот гигантский по размерам молекулы белок содержит медь вместо железа, как в гемоглобине, и потому имеет голубой цвет. Поэтому кровь ракообразных, кальмаров, осьминогов голубая в отличие от красной крови животных.

В растениях содержится хромопротеид зеленого цвета — хлорофилл. Его небелковая часть очень напоминает небелковую часть гемоглобина, только вместо железа она содержит магний. С помощью хлорофилла растения фиксируют энергию солнечных лучей и используют ее для фотосинтеза.

Фосфопротеиды — это сложные белки, при гидролизе которых наряду с аминокислотами получается более или менее значительное количество фосфорной кислоты. Важнейшим представителем этой группы белков является казеиноген молока. Помимо казеиногена, к группе фосфопротеидов относятся ововителлин — белок, выделенный из яиц, ихтулин — белок, полученный из рыбьей икры, и некоторые другие. Большой интерес представляют фосфопротеиды, обнаруженные в клетках мозга. Установлено, что фосфор этих белков обладает очень высокой скоростью обновления.

Гликопротеиды — сложные белки, небелковая группа которых является производным углеводов. Отделение углеводного компонента от гликопротеидов часто сопровождается полным или частичным гидролизом гликопротеида. Таким образом, при гидролизе различных гликопротеидов

получаются наряду с аминокислотами и продукты гидлиза углеводной группы: манноза, галактоза, фукоза, ксозамины, глюкуроновая, нейраминовая кислоты и др. составе простетической группы различных гликопроидов обычно находятся не все перечисленные вещества, некоторых гликопротеидов углеводная часть непрочно связана с белковым компонентом и легко от него отляется. Простетические группы некоторых гликопротеинов, известные под общим названием мукополисахаридов (более современное название — гликозаминогликалы), встречаются в тканях и в свободном виде. Такими важнейшими мукополисахаридами являются гиалуроноваяя и хондроитинсерная кислоты, входящие в состав соединительной ткани.

Гликопротеиды входят в состав всех тканей и носят соответственно названия: хондромукоиды (из хряща), стеомукоиды (из костей), овомукоиды (из яичного белка), муцин (в слюне). Они присутствуют также в связках и сухожилиях и имеют большое значение. Например, высокая вязкость слюны, связанная с наличием в ней муцина, облегчает проскальзывание пищи в желудок, защищая слизистую оболочку полости рта от механических повреждений и раздражений химическими веществами.

В настоящее время принято разделять все гликоротеиды на две большие группы: собственно гликопротеиды и полисахарид-белковые комплексы. Первые имеют небольшое число разных моносахаридных остатков, лишенных повторяющегося звена и присоединенных ковалентно к полипетидной цепи. Большинство сывороточых белков является гликопротеидами. Полагают, что эти гетерополисахаридные цепочки являются для сывороточных белков как бы почтовыми открытками, по которым белки распознаются теми или иными тканями. В то же время гетерополисахаридные цепочки, находящиеся на поверхности клеток, являются адресами, по которым эти белки следуют, чтобы попасть в клетки именно той ткани, не другой.

Полисахарид-белковые комплексы имеют большое количество углеводных остатков в полисахаридной части, в ней всегда можно выделить повторяющиеся звенья, в одних случаях связь белок — углевод бывает ковалентная, в других — электростатическая. Из полисахарид-белковых комплексов большую роль играют протеогликаны. Они образуют внеклеточную основу соединительной ткани и могут составлять до 30 % сухой массы ткани. Это вещества, содержащие большое количество отрицательно заряженных группировок, множество различных гетерополисахаридных боковых цепей, ковалентно связанных с полипептидным остовом. В отличие от обычных гликопротеидов, которые содержат несколько процентов углеводов, в протеогликанах до 95 % и более углеводов. По своим физико-химическим свойствам они больше напоминают полисахариды, чем белки. Полисахаридные группы протеогликанов можно получить с хорошим выходом после обработки их протеолитическими ферментами. Протеогликаны выполняют несколько биологических функций: во-первых, механическую, так как они защищают суставные поверхности и служат смазочным материалом; во-вторых, являются ситом, задерживающим крупномолекулярные частицы, и способствуют проникновению через протеогликановый барьер только низкомолекулярных частиц; в-третьих, связывают катионы, причем настолько прочно, что даже катионы К⁺ и Na ⁺ , связанные с протеогликанами, почти не диссоциируют и их ионные свойства не проявляются. Катионы же Са²⁺ не просто связываются протеогликанами, а и способствуют объединению их молекул.

В клеточных оболочках микроорганизмов содержатся полисахарид-белковые комплексы еще более прочные. В этих комплексах вместо белков находятся пептиды, и поэтому они носят название пептидогликанов. Практически вся клеточная оболочка представляет собой одну гигантскую макромолекулу мешковидного типа — пептидогликан, причем его структура может несколько варьировать в зависимости от вида бактерии. Если углеводная часть пептидогликана у бактерий разного вида практически одинакова, то в белковой части происходит варьирование как аминокислот, так и их последовательности в зависимости от вида бактерий. Связи между углеводами и пептидами в пептидогликанах ковалентные и очень прочные.

Сложные белки липопротеиды состоят из белковой части и связанной с ней в различных соотношениях липидной — жировой части. Липопротеиды обычно нерастворимы в эфире, бензоле, хлороформе и других органических растворителях. Однако известны соединения липидов с белками, которые по своим физико-химическим свойствам стоят уже ближе к типичным липидам и липоидам, т. е. жироподобным веществам, чем к белкам. Такие вещества называются протеолипидами.

Способностью соединяться с липидами с образованием более или менее прочных комплексов обладает целый ряд белков: альбумины, некоторые фракции глобулинов, белки клеточных мембран и некоторых микроструктур клетки. В живом организме с различными липидами и липоидами могут быть связаны простые белки. Чаще всего связь между белком и липидом в таких случаях нековалентная, но тем не менее она прочная, и даже при обработке органическими растворителями в мягких условиях липиды не отделяются от белка. Это возможно только при денатурации белковой части.

Липопротеиды играют важную роль в образовании структурных компонентов клетки, особенно в формировании разнообразных мембран клетки: митохондриальной, микросомальной и т. д. Очень много липопротеидов входит в состав нервной ткани. Они выделены и из белого, и из серого вещества головного мозга. В крови человека и животных также имеются липопротеиды.

Среди белков, наделенных каталитическими функциями,— ферментов можно также встретить не только простые, но и сложные белки, состоящие из белкового компонента и небелковой группы. К таким протеидам относятся ферменты, катализирующие различные окислительно-восстановительные процессы. Небелковые группы некоторых из них близки по строению и свойствам к небелковым группам гемоглобина — гему и обладают выраженной окраской, что позволяет их отнести к группе хромопротеидов. Существует целый ряд белков-ферментов, которые содержат атомы того или иного металла (железа, меди, цинка и др.), непосредственно связанные с белковой структурой. Эти сложные белки-ферменты называют металлопротеидами.

К железосодержащим белкам относятся ферритин, трансферрин, гемосидерин. Трансферрин — растворимый в воде железопротеид с молекулярной массой около 90 000, находящийся главным образом в сыворотке крови во фракции в-глобулинов. Белок содержит 0,13 % железа; это примерно в 150 раз меньше, чем в ферритине. Железо соединяется с белком с помощью гидроксильных групп тирозина. Трансферрин — физиологический переносчик железа в организме.

Известен ряд ферментов, активность которых зависит от присутствия металлов в составе белковой молекулы. Это алкогольдегидрогеназа, содержащая цинк, фосфогидролазы, включающие магний, цитохромоксидаза, содержащая медь, и другие ферменты.

Кроме перечисленных групп белков, можно выделить и более сложные надмолекулярные комплексы, в составе которых одновременно присутствуют белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты. В мозговой ткани, например, содержатся липонуклеопротеиды, липогликопротеиды, липогликонуклеопротеиды.

 

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

450106, г.Уфа, ул. Ст. Кувыкина, 96. e-mail: [email protected]

Белок (часть 1)
⠀       Белки являются основным строительным материалом для организма, для работы мышц и иммунной системы. Белки входят в состав всех клеток организма человека и участвуют во всех этапах обмена веществ.
⠀Белки бывают животного и растительного  происхождения. В пищеварительном тракте белки при помощи ферментов расщепляются на аминокислоты, из которых потом организм строит «собственные» белки. Основных аминокислот двадцать две. Причем девять из них организм не может вырабатывать самостоятельно и получает их только с пищей.
⠀
⠀1 грамм белка обеспечивает организму 4 ккал.
⠀Усвояемость животных и растительных белков различна:
–  так на 98% усваиваются белки, содержащиеся в яйцах и молочных продуктах,
– на  90% — белки рыбы,
– на 70% — белки мяса и птицы,
– на 50% — белки зерновых,
– на 45% — белки бобовых и овощей.
Из-за низкой усвояемости растительных белков и отсутствия в них незаменимых аминокислот, люди, которые полностью отказываются от белков животного происхождения (мяса, рыбы, яиц, молочных продуктов), испытывают недостаток полноценных белков. ⠀Суточная норма потребления белка должна составлять для взрослого человека 1 грамм на 1 килограмм веса. Причем от 70 до 80% должны составлять белки животного происхождения.
Необходимо помнить о функции белков в организме, а они очень важны! В первую очередь это:
–  защитная функция– в ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов образуются особые белки – антитела, способные связывать и обезвреживать их. Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений;
– структурная (строительная) – коллаген придает упругость соединительной ткани;
– каталитическая– ферменты, они обладают специфическими каталитическими свойствами, то есть каждый фермент катализирует одну или несколько сходных реакций, например пепсин, расщепляет белки в процессе пищеварения. Известно около 4000 реакций, катализируемых белками;
– транспортная – гемоглобин переносит кислород и транспортирует его ко всем тканям и органам;
– регуляторная – инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, гормон роста усиливает рост организма.
⠀⠀Присутствуют ли в вашем рационе белки, какие? Делитесь в комментариях.

Главный врач                                                                                  Николаева И.Е.

Заместитель главного врача по мед.части                                  Ермолаев Е.Н.

Заместитель главного врача по ОМР                                           Камалова В.Р.

Какие бывают виды протеина и зачем его принимать? – Москва 24, 01.12.2018

Обозреватель портала Москва 24, фитнес-эксперт и телеведущий Эдуард Каневский рассказывает, какие существуют виды протеина. Так что читаем и подбираем тот, который подойдет именно нам.

Фото: depositphotos/Wavebreakmedia

У профессиональных тренеров есть такое выражение: мышцы растут на диване. Любой новичок или человек, который вообще никогда не занимался в тренажерном зале, сначала воспринимает данные слова с изумлением, а потом и энтузиазмом. Это так здорово – лежать, ничего не делать, а вместо живота будут расти мышцы!

Расти-то они действительно будут, но при соблюдении одного важного правила: сначала нужно как следует потренироваться, создать условия для роста мышц, а уже потом во время отдыха они восстанавливаются и увеличиваются в объемах. И этот процесс не такой быстрый, как хотелось бы многим новичкам, но если заниматься регулярно, результат не заставит себя ждать.

Чтобы в период «диванного» отдыха мышцы восстанавливались и становились больше, важно вовремя и в нужном количестве употреблять главный «строительный материал» для них, а именно – белки, или протеины.

И их должно быть много, до 1,5-2 граммов протеина на килограмм веса. И те, кто хотя бы раз пытались «набрать» такое количество белка из обычных продуктов, знают, что в таком случае приходится постоянно есть. Вот именно с целью уменьшения количества приемов пищи и более быстрого усвоения белка и был придуман такой вид спортивного питания, как протеины.

Что же это такое, не «химия» ли это? Вопрос уместный, поэтому нам важно не только разобраться, что же такое протеины, но и какие их виды бывают вообще и какой может подойти именно вам.

Фото: depositphotos/KostyaKlimenko

Протеин – это белок в такой концентрации, что за один прием вы получаете количество, необходимое для подпитки ваших мышц после тренировки, во время сна или в период, когда у вас большие перерывы между приемами пищи. Собственно, мы сейчас сразу и разобрались, когда пить протеин. Как правило, это одна-две порции в день.

Так как же его получают? Если это хороший бренд (так как на рынке спортивного питания так же попадаются некачественные марки), то протеин получают заводским способом, путем отделения (фильтрации) от чистого белка балластных веществ: углеводов, жиров и прочих соединений. То есть остается практически чистый белок (концентрат). И в дальнейшем протеин могут обогащать разными питательными веществами, витаминами, а также добавляют ароматизаторы для улучшения вкусовых свойств. Сам протеин смешивают с водой, молоком или соком в шейкере или взбивают в блендере.

Каким бывает протеин?

Сывороточный – это самый распространенный вид, делают его из сыворотки молока. Он бывает нескольких видов:

– обычный сывороточный протеин (как правило, на банках пишут Whey protein). Его особенностью является то, что в составе, помимо белка, есть небольшое количество углеводов и жиров. Такой протеин идеально подходит как дополнительный источник белка в промежутках между приемами пищи.

– сывороточный изолят (Iso whey). Это протеин, полностью очищенный от других веществ. Особенностью такого белка является скорость его усвоения: она максимально большая, в отличие от обычного протеина. Данный вид белка идеально подходит для приема сразу после тренировки.

– казеиновый протеин (casein). Это вид белка, особенностью которого является скорость усвоения: благодаря более сложной молекулярной структуре, белок расщепляется дольше обычного протеина, постоянно подпитывая ваши мышцы. Такой тип идеально подходит для приема перед сном.

Фото: depositphotos/Syda_Productions

– часто взрослые люди имеют так называемую непереносимость лактозы (молочный сахар, который может вызывать и аллергические реакции). Для таких людей был выпущен безлактозный сывороточный протеин, который будет являться отличной альтернативой обычному протеину по полезным свойствам без проблем для здоровья.

Поговорим про яичный протеин (egg protein) на основе яичного белка. Доказано, что аминокислотный состав яичного белка наилучшим образом усваивается нашим организмом. Именно по этой причине профессиональные бодибилдеры употребляют яичные белки десятками в сутки. Плюс, в яичном протеине нет жиров и углеводов, что делает его полезнее. Единственным минусом такого протеина является цена, ведь он гораздо дороже протеина на сывороточной основе.

Есть и соевый протеин (soy protein) – отличный вид протеина для вегетарианцев, которых, в том числе, среди спортсменов, становится все больше.

Кнопляный протеин (hemp protein) – еще экзотичный, но уже продающийся в России вид протеина. Несмотря на название, данный протеин является отличным вариантом и конкурентом другим видам. И не зря! Ведь помимо хорошо усвояемого белка, в конопляном протеине много витаминов, минералов, омега-3 и омега-6 жиров, что делает его по-настоящему полезным.

И, наконец, говяжий протеин (beef protein) – пожалуй, самый необычный вид, который я пробовал лично. Производители утверждают, что такой вид белка отлично усваивается и дает лучше результат в приросте мышечной массы, в отличие от других видов протеина. Все возможно, но лично меня сильно смутил вкус, который активно «разбавляют» разного рода ароматизаторами. Только представьте себе говядину со вкусом малины! И, действительно, когда делаешь себе такой напиток, вкусовые свойства кажутся очень странными, даже неприятными. Но, это мое мнение, возможно, именно вам понравится данный вид протеина, и с ним ваши результаты станут лучше.

Кто спасает белок в Германии | Культура и стиль жизни в Германии и Европе | DW

После необычно жаркого лета в Германии прогнозируют тяжелую зиму для белок: им может не хватить корма на зиму. Летом зверьки страдали от высоких температур и засухи так, что защитники животных даже призывали горожан выставлять воду возле своих домов. А в холодное время года им понадобится дополнительное питание. Несмотря на то, что во многих немецких садах и парках созрели фундук, каштаны и другие орехи, зверькам этого не будет достаточно. Запастись и закопать в землю зимние запасы они не смогут. Как будут помогать белкам в Германии?

Спасение белок

В Германии существует специальные спасательные службы. Одна из них — беличья «горячая линия» Eichhörnchen Notruf (Тел. 0700 200 200 12). В ее работе задействовано более 10 сотрудников. Специалисты консультируют и выясняют важнейшие вещи, если вы обнаружили белку в тяжелом состоянии: ранено ли животное, есть ли возможность вернуть бельчонка обратно в лес и так далее. Когда зверьку действительно требуется скорая помощь, сотрудник «горячей линии» направляет звонящего в один из филиалов службы, которые расположены по всей стране.

Пациент службы спасения белок

Работников «горячей линии» консультируют профессиональные врачи. Берлинская служба, к примеру, тесно сотрудничает с ветеринарной клиникой Свободного университета Берлина. Станции по приему белок в большинстве случаев размещены в домах у волонтеров и оборудованы вольерами для грызунов. При этом добровольцы находятся в постоянном контакте со специалистами. Белке можно помочь, и не будучи ветеринаром: на сайте организации Eichhörnchen Notruf есть специальная памятка о первых действиях, которые необходимо выполнить при обнаружении раненого или ослабленного животного.

Как помочь белкам уже сейчас? Эксперты советуют начать подкармливать животных с середины зимы: на первые месяцы холодов осенних запасов будет достаточно. Самый тяжелый период для белок придется на весну, когда появится новое потомство. В это время звери особенно пугливы и ходят за едой лишь в проверенные места. Но если еще зимой приучить белку к кормушке, которая находится во дворе дома, она будет возвращаться сюда и после появления малышей. Eichhörnchen Notruf  не рекомендует давать кукурузу и злаки. Кедровые и грецкие орехи, семечки, фундук идеальны для кормления во время холодов.

Первая помощь животным

Весной защитники животных тоже просят обратить внимание на поведение белок: именно в это время года детеныши лесных зверьков особенно уязвимы и часто теряют своих родителей. «Если вы нашли потерявшегося бельчонка, самое главное — проверить, есть ли поблизости его мама или другие зверьки. Осмотрите, нет ли повреждений и травм. Детеныша сразу же следует поместить в теплое место, кроме того, надо утолить его жажду, но ни в коем случае не поить молоком. Можно дать кипяченой подсоленной воды и не пытаться сразу же накормить белочку», — объясняет Зарец.

По всей Германии в год находят более тысячи маленьких зверьков, каждый филиал организации Eichhörnchen Notruf принимает около 70-80 животных. «Мы стараемся вернуть детеныша маме, если это возможно, или направить его туда, где ему окажут первую помощь и потом возвратят в лес», — рассказала в интервью DW представитель организации Eichhörnchen Notruf в Берлине Кристине Зарец (Christine Saretz).

Если это детеныш, его помещают к другим малюткам. Животных постарше селят в вольеры на улице. После того, как белку выходили, ее выпускают на волю. Дверь клетки оставляют открытой, и животные выбегают на природу — кто-то сразу, кто-то чуть позже. Были случаи, когда бельчонок оставался там несколько дней. Некоторые из зверьков возвращаются, потому что не могут самостоятельно найти новое жилье и помнят, что в клетке была еда.

Беличьи опекуны

Беличья «горячая линия» существует исключительно на членские взносы и добровольные пожертвования. Люди обычно переводят по 25 евро, взамен они получают красивое благодарственное письмо.

Бывают и приличные суммы. «Например, недавно одна крупная компания, чье название связано с белками, сделала крупный взнос. Финансирование идет из разных источников, и я скажу, что ситуация очень даже неплохая», — отмечает Кристине Зарец.

Помимо белок немцы, естественно, спасают и других потерявшихся лесных зверей, например, зайцев, ежей и даже диких кабанов. Но следует помнить, что в Германии законодательно запрещено забирать домой диких животных, и поэтому это делают только в тех случаях, если животные действительно нуждаются в помощи.

Смотрите также:
Как животные спасались от жары

• Жара в Германии — испытание для животных

  Arche Warder (Шлезвиг-Гольштейн) — самый крупный в Европе парк редких животных. Его местные обитатели Труди и Людвиг, свиньи породы Турополье, любят поваляться в грязи. В жаркие дни они освежают себя в небольшом водоеме, в котором обычно плавают гуси и лебеди. Аномально высокие температуры — испытание для животных. Как немцы им помогают?

• Жара в Германии — испытание для животных

  В нижнесаксонском городе Ядерберг в парке животных обезьянам дают фруктовое мороженое. Обезьянка рода капуцинов в тридцатиградусную жару с удовольствием ест лакомство изо льда.

• Жара в Германии — испытание для животных

  Белый медведь в зоопарке Мюнхена сидел бы в воде круглые сутки — к таким высоким температурам он явно не привык!

• Жара в Германии — испытание для животных

  В зоопарке Берлина сибирских тигров в эти дни спасают от жары замороженными мясом и рыбой.

• Жара в Германии — испытание для животных

  Жарко и муравьедам в зоопарке Магдебурга. У его сотрудников в эти дни прибавилось работы — они каждый день обливают животных прохладной водой.

• Жара в Германии — испытание для животных

  На снимке, сделанном во Фрайбурге, воробей пьет из фонтана. Экологи призывают жителей городов не забывать в жару о птицах и ставить для них воду в садах и на балконах — причем каждый день свежую.

• Жара в Германии — испытание для животных

  Непривычно высокая температура сказывается и на домашних питомцах. В Лейпциге столбик термометра достигал 38 градусов Цельсия, что было явно не по силам этому выносливому леонбергеру. Во время прогулки пес вынужден сделать перерыв, чтобы перевести дыхание.

• Жара в Германии — испытание для животных

  Укрыть кота Макса мокрым полотенцем его хозяевам в Кельне порекомендовал ветеринар. Кот чувствует себя намного лучше в тени.

• Жара в Германии — испытание для животных

  В Бранденбурге коровы стоят на высохшем от жары поле и пьют воду из специально привезенного для них контейнера. Необычайная жара вызывает тревогу у фермеров. В некоторых регионах из-за отсутствия дождей они оказались на грани разорения.

• Жара в Германии — испытание для животных

  Высохшие пастбища стоят и на западе Германии. Этот снимок сделан под Дортмундом в Северном Рейне — Вестфалии. Из-за нехватки корма некоторым фермерам приходится принимать радикальные меры и сокращать поголовье скота.

• Жара в Германии — испытание для животных

  А так коровам помогают перенести аномальную жару животноводы в коммуне Варенхольц в Нижней Саксонии. Каждый день Хельмут Эверс устраивает для них холодный душ.

• Жара в Германии — испытание для животных

  Этих животных уже не спасти. В городке Рётлен (Баден-Вюртемберг) добровольные помощники вытаскивают из озера мертвых рыб. Нынешним летом вода в водоемах нагревается настолько сильно, что не всякая рыба выдерживает.

  Автор: Виктор Вайц

Белки | Tervisliku toitumise informatsioon

Белки составляют примерно 15–20% массы тела человека, что при весе в 70 кг дает около 12 кг. Основные задачи белков – обеспечение роста, построения и развития организма. Белковый состав имеют почти все энзимы и часть гормонов. Белки активно участвуют в производстве антител и обеспечивают крепость и активность иммунной системы, а также участвуют в транспортировке многих соединений.

Белки состоят из аминокислот, подразделяемых на незаменимые, которые нужно получать с пищей, и заменимые, которые организм способен синтезировать самостоятельно. Незаменимыми для человека аминокислотами являются изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин и гистидин.  Заменимыми для человека аминокислотами являются аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота, цистеин, глютамин, глютаминовая кислота, глицин, пролин, серин и тирозин. Разные продукты содержат разные сочетания и количества аминокислот.

Белки животного происхождения (белки яиц, молока, рыбы и мяса) содержат больше незаменимых аминокислот по сравнению с белками растительного происхождения. К сожалению, источники многих незаменимых животных белков слишком насыщены жиром. Довольно хороший аминокислотный состав имеют также белки, содержащиеся в сое, рисе, орехах и семенах.

В части белков (например, белках зерновых растений) недостает некоторых незаменимых аминокислот. Их дефицит можно компенсировать небольшим количеством белков животного происхождения, например, приготовить манную кашу на молоке, добавить в макароны сыр и т.д.

Белки выполняют в организме множество функций:

• они необходимы для роста и строительства клеток организма,
• почти все энзимы и часть гормонов имеют белковый состав,
• активно участвуют в производстве антител и обеспечивают крепость и активность иммунной системы,
• участвуют в транспортировке многих соединений,
• дают пищевую энергию: 1 г = 4 ккал.

Рекомендуется покрывать белками 10–20 % суточной потребности в энергии. Человеку с потребностью в энергии 2000 ккал в сутки следует употреблять: от 0,1 x 2000 ккал / 4 ккал = 50 г до 0,20 x 2000 ккал/ 4 ккал = 100 г белков.

Лучшими источниками белков животного происхождения являются яйца, молочные продукты (например, творог, сыр, зернистый творог), рыба, птица, мясо. Лучшими источниками белков растительного происхождения являются бобовые, орехи, семена и зерновые продукты. Серьезный недостаток белка приводит к отекам и мышечной слабости, изменениям волос и кожи. Белковый дефицит часто возникает вместе с дефицитом энергии, обусловленным недостатком белков и других питательных веществ в результате общего дефицита питательных веществ.

Длительное питание продуктами с чрезмерным содержанием белка вредно, поскольку нагружает почки и печень, может вызвать подагру и повышает риск возникновения аллергии. Энергия, получаемая с белками, в долгосрочной перспективе не должна превышать 20 % суточной пищевой энергии.

Вся правда о растительном белке

Белки – это основа основ нашего организма. Они участвуют в росте клеток и мышечной ткани, влияют на правильную работу иммунной, нервной и обменной систем. Поэтому получать протеин мы должны в необходимом количестве. В зависимости от веса женщине требуется от 46 г белков в день, а мужчине от 56 г.

Что такое белки и какими они бывают?

Белки – совокупность аминокислот. Когда мы говорим о том, чем полезен белок, в действительности мы говорим о пользе аминокислот. Белок для них лишь упаковка. Для нормальной жизнедеятельности человеку постоянно необходимы 20 различных аминокислот. Они бывают незаменимые – те, которые организм сам не вырабатывает и которые попадают в него только с пищей. Их 8: фенилаланин, лизин, треонин, метионин, валин, лейцин, триптофан, изолейтин. Есть еще гистидин, но эта аминокислота незаменимая только у детей, с возрастом организм начинает синтезировать ее самостоятельно. Поэтому часто ее называют условно-незаменимой.
Заменимые аминокислоты организм синтезирует самостоятельно или усваивает из продуктов питания. Их 11: аланин, аргинин, аспарагин, глутамат, глутамин, карнитин, глицин, орнитин, пролин, серин и таурин.

Протеомика – научное направление в биологии, которое изучает белки. Термин протеин ввел в 1928 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус. Это производное от греческого слова proteos, что в переводе означает «самое важное».

Белки бывают животного и растительного происхождения. На протяжении ХХ века в научных кругах не утихали споры, не навредит ли человеку отказ от животной пищи. Один лагерь утверждал, что отказаться никак невозможно. Потому что именно белки животного происхождения считаются полноценными: в их составе можно найти все незаменимые аминокислоты.
Второй лагерь приводил в доказательство пример самых сильных животных на земле: носорогов, бегемотов и слонов. Они питаются только растительной пищей, а значит, получают исключительно растительные протеины. Согласитесь, выглядят они абсолютно здоровыми существами.
Да, в растительной пище сразу все незаменимые аминокислоты не найти, но если рацион разнообразный, в нем сочетаются бобовые, злаки, овощи и фрукты, то человек будет обеспечен всем необходимым.

Важно! Незаменимыми аминокислоты называются потому, что они не синтезируются организмом. А не потому, что их нельзя заменить.

Наверняка, как это обычно и бывает, истина где-то посередине. И для полноценного функционирования надо употреблять оба вида белка. Но бывает, что человек по каким-то причинам полностью или частично отказывается от животного белка. Сознательно, если переходит на вегетарианский или веганский тип питания. Или вынужденно, если этого требуют медицинские показания. И, конечно, многие не употребляют животный белок во время Поста.

В чем польза растительного белка?

– В растительных продуктах, содержащих большое количество протеинов, также много и клетчатки. Она влияет на работу кишечника и состав его микрофлоры, выводит токсины и холестерин, нормализует уровень глюкозы, создает чувство сытости.
– Растительные белки усваиваются быстрее и легче, чем животные, и не перегружают организм. Знакомо чувство, когда на обед вы съели сочный стейк и вам хочется поспать? Это ваш организм бросил все силы на переваривание мяса, для чего нужно четыре часа. Организму все равно, что до окончания рабочего дня еще далеко.
– Растительная пища богата витаминами, микро и макроэлементами, некоторых из которых в продуктах животного происхождения даже попросту нет.
– В растительной пище нет насыщенных жиров и холестерина, которые особо опасны для людей с избыточным весом и болезнями сердечно-сосудистой системы.

В чем вред растительного белка?

Переход полностью на постный белок далеко не всегда бывает безопасным для организма. Не стоит забывать, что большинство из нас живет в бешеном ритме и бесконечно испытывает стресс. Часто отказ от продуктов животного происхождения вызывает анемию. Кожа и волосы тоже могут пострадать. Конечно, бывает аллергия и на определенные продукты, содержащие растительный белок.

Откуда получать растительный белок?

Чемпион по содержанию растительного белка (36% на 100 г) и практически всего списка аминокислот – это соя. Из незаменимых в ней отсутствует только метионин. Не зря тофу, сыр из соевого молока, называют мясом без костей. Добавляйте его в салаты, гарниры и в выпечку.
На втором месте прочно утвердились бобовые. Так же, как и соя, они считаются наиболее полноценной заменой мясу. В арахисе – 25 г, в красной фасоли, маше и желтой чечевице его 24 г, в зеленой чечевице и в черной фасоли – 22 г, в горохе и в красной чечевице – 20 г, в нуте – 19 г. Бобовые популярны в блюдах всех кухонь мира. Вы тоже можете совершить увлекательное кулинарное путешествие, приготовив марокканский суп, итальянскую лазанью из цукини с чечевицей и эстрагоном, закуску из красной фасоли по-грузински, мексиканское гуакомоле с красной фасолью на кукурузных чипсах или карпатские голубцы с картопляниками, фасолью и грибами в томатном соусе.

Бернард Шоу был вегатарианцем. Когда ему исполнилось 70 лет, в интервью его спросили, как он себя чувствует. Он ответил, что прекрасно и было бы еще лучше, если бы ему не докучали врачи, которые обещали ему скорую смерть, если он не будет есть мяса. На аналогичный вопрос журналиста через двадцать лет обладавший великолепным чувством юмора писатель ответил: «Чувствую себя превосходно! Вы знаете, все врачи, которые утверждали, что я умру, если не буду есть мяса, — сами давно уже умерли, так что меня теперь никто уже не беспокоит!»

На одной строчке с бобовыми находятся и орехи – в них белка не меньше. В кешью и миндале – 20 г, в грецких – 12 г. В них много витаминов и минералов, и они подходят диабетикам, так как имеют низкий гликемический индекс. Но надо помнить, что можно поправиться, если есть орехи, не зная меры: они весьма калорийны. Несколько орехов утром в кашу или днем в салат будут отличным источником протеина. А еще орехи можно употреблять в качестве перекуса в течение дня.
Злаковые и продукты из них: овсянка, гречка, рис, перловка, киноа, булгур, кус-кус – награждаются бронзой за третье место. В них 10-12 г белка. И здесь же с 9 г кукуруза. Также из злаковых организм получает медленные углеводы и клетчатку.
Зеленые овощи, конечно, не могут тягаться с бобовыми и орехами по содержанию белков, однако белки в них есть – и для овощей вполне в хорошем количестве. Зеленый горошек – 5 г, брокколи и шпинат – 3 г, авокадо и спаржа – 2 г. Ну а витаминами, если будете есть много зеленых овощей, вы обогатитесь по полной.
Чтобы получить больше белка, готовьте блюда, где используется два и более представителя зеленых овощей. Например, шпинат с брокколи, булгур со спаржей и зеленым горошком, теплый салат из дикого риса, брокколи, авокадо и кедровыми орехами.

Что еще надо знать о белке

Суточная доза белка может быть получена из разных продуктов. Не стоит съедать килограмм брокколи. Как минимум это скучно. Человеку важно получить не просто определенное количество протеинов. Нам требуется именно аминокислоты. Питайтесь разнообразно – и тогда вы получите идеальный комплекс аминокислот. Допустим отсутствующие аминокислоты в рисе вы найдете в бобовых. Диетологи вообще советуют соединять в блюде бобовые и злаки – так они лучше усваиваются.
Исторически индейцы питались маисом, бобовыми и рисом, кавказские народы – фасолью и мамалыгой (кукурузной кашей), а японцы и китайцы – рисом и соей. И все эти народы славились прекрасной физической формой.

Белок в организме: функции, норма, продукты, признаки дефицита :: Здоровье :: РБК Стиль

Материал проверила и прокомментировала Горбачёва Наталья Леонидовна, диабетолог, диетолог, эндокринолог, ведущий специалист сети клиник «Семейная»

Что такое белок

Белки — главный строительный материал организма. Он участвует в создании мышц, сухожилий, органов и кожи, а также нужен для производства ферментов, гормонов, нейромедиаторов и различных молекул, которые выполняют множество важных функций. Белки состоят из более мелких молекул, аминокислот, которые соединяются вместе, как бусы на нитке. Эти связанные аминокислоты образуют длинные белковые цепи, которые затем складываются в сложные формы. Некоторые аминокислоты организм производит самостоятельно, другие можно восполнить только с помощью еды.

Функции белка в организме

Рост мышц и повышение выносливости

Организму необходим протеин, ведь мышцы в основном состоят из белка. Как и большинство тканей тела, мышцы динамично разрушаются и восстанавливаются, поэтому им необходим строительный материал для роста. Чтобы мышечная масса увеличивалась, в организме должен быть положительный белковый баланс. Его также называют азотным, из-за высокого содержания этого элемента в протеине. Употребление белка помогает не только нарастить мышцы при занятиях спортом, но и предотвратить их потерю, если вы придерживаетесь строгих диет [1] [2].

Биохимические процессы

Белки — ферменты, они помогают тысячам биохимических реакций, происходящих внутри клеток организма [3]. В том числе активируют метаболизм посредством объединения с другими молекулами — субстратами. Ферменты также могут функционировать и вне клетки, например, пищеварительные — лактоза и сахароза, которые помогают переваривать сахар. От их количества зависит пищеварение, свертывание крови и энергетический баланс. Дисбаланс некоторых ферментов может привести к сбоям в работе большинства систем организма [4].

Гормональный баланс

Некоторые белки представляют собой гормоны, которые как химические посредники помогают взаимодействовать различным клеткам организма. Их производят эндокринные ткани и железы, а затем белки транспортируются по внутренним органам. Эти гормоны делят на три группы: белок и пептиды, стероиды и амины [5].

Структура тканей

Некоторые белки являются волокнами, придающими жесткость клеткам: кератин, коллаген и эластин. Они помогают формировать каркас тканей тела [6]. Кератин — строительный материал для кожи, волос и ногтей, коллаген — структурный белок костей, кожи, связок и сухожилий, а эластин позволяет тканям возвращаться в первоначальную форму после растяжений и сокращений.

Правильный pH

Белок играет жизненно важную роль в регулировании концентрации кислот и оснований в крови и других жидкостях организма [7]. Этот баланс измеряется с помощью шкалы pH от 0 до 14, где 0 — максимально кислый, 7 — нейтральный, 14 — наиболее щелочной. Протеины — один из способов регулирования этих показателей. Например, гемоглобин — тоже белок, из которого состоят эритроциты. Он связывает небольшое количество кислоты, помогая поддерживать нормальный уровень pH в крови.

Хороший иммунитет

Белки помогают формировать иммуноглобулины или антитела для борьбы с инфекцией [8] [9]. Антитела — белки в крови, которые помогают защитить организм от бактерий и вирусов. Вырабатывая их в качестве реакции на вторжение чужеродных элементов, клетки в дальнейшем лучше противостоят похожим заболеваниям.

Баланс жидкости

Альбумин и глобулин — белки крови, которые помогают сохранить баланс жидкости в организме, удерживая воду в клетках [10] [11]. При недостатке протеина могут возникать отеки, так как жидкость вытесняется в промежутки между клетками [12].

Нормализация веса

Белок важен для тех, кому необходимо нормализовать вес. Некоторые эксперименты ученых подтверждают, что увеличение количества белка в рационе ведет к повышению скорости метаболизма и снижению аппетита [13]. Протеин хорошо насыщает, в результате чего реже хочется перекусывать, снижается объем порций в основных приемах пищи [14] [15]. В одном из исследований женщины 12 недель употребляли белковую пищу в количестве 30% от дневной калорийности рациона. В среднем каждая из участниц эксперимента потеряла порядка пяти килограмм веса, сохранив здоровые пищевые привычки [16].

Норма белка в день

Если вы каждый день едите продукты животного происхождения, такие как мясо, рыбу, яйца или молочные продукты, вы, вероятно, получаете достаточно белка. Если придерживаетесь растительной диеты, получить незаменимые аминокислоты, необходимые организму, будет сложнее. Среднестатистические нормы протеина в рационе на один килограмм веса:

• для женщин – 60–90 г;
• для мужчин – 80–150 г;
• для дошкольников – 3 г;
• для школьников – 2,5 г.

В некоторых случаях требуется больше белка, например, в периоды болезни, интенсивных занятий спортом, а также при беременности и кормлении грудью [17] [18]. Данные о точном количестве вещества разнятся, поэтому правильно будет проконсультироваться с лечащим врачом, который подберет индивидуальный рацион, исходя из особенностей организма. Так, авторы одного исследования утверждают, что беременным женщинам в день необходимы 1,2–1,52 г протеина на один кг веса [19]. Другие врачи рекомендуют потреблять дополнительно 1,1г белка на кг веса [20]. Суточная норма белка во время грудного вскармливания составляет 1,3 г на килограмм в день плюс 25 дополнительных граммов [21].

Активным людям требуется больше белка, чем тем, кто ведет малоподвижный образ жизни. Спортсменам, предпочитающим тренировки на выносливость, необходимо около 1,2–1,4 г на каждый кг веса [22] [23]. Достаточное количество протеина необходимо для предотвращения развития заболеваний, таких как остеопороз. Пожилым людям, а также тем, кто восстанавливается после травмы или операции, требуется до 1–1,3 г на один кг массы тела [24] [25].

Сколько белка в яйцах, курице и твороге

Эти продукты врачи и диетологи чаще всего упоминают как отличные источники протеина:

1. Яйца. Содержат 6-7 г белка на штуку среднего размера. Содержатся они именно в белковой части яйца. Поэтому в фитнес-меню часто присутствуют блюда без желтка, но на самом деле, при сбалансированном рационе нет смысла от них отказываться.

2. Курица. Если необходимо добавить белка в рацион, выбирайте куриную грудку — в ней больше волокон и меньше жира. На 100 г продукта — 27% белка. Оптимальный ингредиент для повышения уровня белка в организме, если вы не придерживаетесь растительной диеты.

3. Творог. В 200-граммовой пачке творога содержится 35 г белка, что соответствует почти трети среднестатистической дневной нормы. Отдавайте предпочтение творогу средней жирности, так как обезжиренного усваивается меньше необходимым микроэлементов.

Продукты, богатые белком

В первую очередь, протеин попадает в организм из животных продуктов. Средние показатели белка на 100 г продукта:

• птица — 27 г;
• свинина — 27 г;
• говядина — 26 г;
• рыба — 22 г;
• морепродукты — 22 г.

Вегетарианцам и веганам стоит позаботиться о наличии растительного белка в рационе. Это могут быть бобовые, крупы, соевые и цельнозерновые продукты:

• красная чечевица — 18 г белка;
• красная фасоль — 16 г;
• маш, нут, черная фасоль — 14 г;
• гречка и цельнозерновой хлеб — 13 г;
• киноа и тофу — 8 г;
• тыквенные семечки — 5 г в одной порции (горсть 25-30 г).

Норма белка в моче и крови

Лучший способ проверить, хватает ли организму белка, — сдать анализы, например биохимический анализ крови. В норме концентрация белка в крови взрослого человека должна составлять 62–86 г/л, а у детей — от 45 до 80 г/л. Снижение этих показателей возникает в результате ряда заболеваний, в том числе первичных иммунодефицитов, нарушениях обмена веществ, дисфункциях желудочно-кишечного тракта, а также дефицита протеина в рационе.

Превышение нормы встречается редко, но оно может указывать на хронические тяжелые инфекции (такие как туберкулез), ускоренный распад эритроцитов, системные опухоли или обезвоживание организма.

С-реактивный белок — фракция протеинов плазмы, которая повышается при наличии в организме воспалительного процесса. Синтезируется в ответ на попадание в кровь токсинов патологических микроорганизмов и обезвреживает их путем их связывания, а также запускает иммунные реакции. С-реактивный белок в норме отсутствует в крови (либо его показатели не превышают 0,4 мг/л). Большие значения указывают на развитие патологий: инфекционных и вирусных заболеваний, панкреатита, пиелонефрита, гепатита, язвенного колита и онкологии.

Помимо крови, белок учитывают в анализе мочи. Небольшое его количество встречается и у здоровых людей, в норме — до 140 мг/л (до 0,140 г/л). При активной физической нагрузке показатели не должны превышать 250 мг/сутки (0,250 г/л). Для того, что точнее узнать потери белка с мочой, необходимо проводить исследование его концентрации в суточных анализах. Их назначают при заболеваниях мочевыделительной системы и почек, инфекциях, а также для контроля осложнений, в том числе при приеме препаратов, оказывающих нефротоксическое действие — поражение почек.

Переизбыток белка

Высокое потребление белка может нанести вред людям с заболеваниями почек [26]. Двумя основными факторами риска почечной недостаточности являются высокое кровяное давление (гипертония) и диабет. И то, и другое провоцируется переизбытком белка [27] [28]. Точное количество необходимого протеина варьируется в зависимости от возраста, состояния здоровья и образа жизни. Исследование с участием здоровых мужчин, занимающихся силовыми тренировками, показало, что ежедневное употребление 3 г белка на кг массы тела в течение года не имело никаких неблагоприятных последствий для здоровья [29]. Даже 4,4 г на кг веса в течение двух месяцев не вызывало никаких побочных эффектов [30].

Нет никаких доказательств того, что потребление белка в разумных количествах причиняет вред здоровым людям. Напротив, существует множество доказанных преимуществ. Однако, если у вас заболевание почек, следует следовать советам врача и ограничить потребление протеинов.

Богатое белками, но бедное жирами и углеводами питание — нагрузка на почки и печень. Переизбыток белка на фоне нехватки других необходимых организму веществ выражается в проблемах с пищеварением, неприятном запахе изо рта и постоянной жажде.

Недостаток белка

Помимо показателей медицинских анализов есть и другие признаки недостатка протеина, которые вы можете заметить перед походом к врачу.

Постоянный голод

Белки насыщают и заряжают энергией надолго, но в качестве перекуса многие из нас используют не белковые продукты, а содержащие углеводы: бананы, печенье, конфеты, выпечку и бутерброды. Еда, богатая углеводами, приводит к быстрому подъему уровня сахара (и мы чувствуем себя сытыми) и такому же быстрому падению (через полчаса мы снова голодны). Этот же эффект вызывает тягу к сладкому: организму не хватает сил, а конфета — самый быстрый способ их получить. Правда, ненадолго.

Слабые волосы и ногти

Ногти и волосы — это тоже белок, а точнее, кератин. Для их здоровья регулярное потребление белковой пищи абсолютно необходимо, иначе организму неоткуда будет брать строительный материал. При дефиците белка волосы становятся тонкими, слабыми и тусклыми, плохо растут и секутся, а ногти начинают ломаться и расслаиваться.

Медленное заживление ран

Если даже маленькая царапина заживает дольше недели, это тоже может быть признаком недостатка белка. Он входит в состав клеток мышечной ткани, кожи и крови, поэтому, если макроэлемента не хватает, на ремонт повреждений у организма уходит гораздо больше времени.

Частые инфекционные болезни

По мнению доктора Алиссы Рамси из американской Академии питания и диетологии, белок также необходим для построения клеток иммунной системы — если вы едите мало белковых продуктов, со временем защита организма может ослабеть.

Без белка замедляется выработка интерферона и лизоцима, «защитников», отбивающих атаки патогенов. Иммунитет перестает справляться с бактериями и вирусами, и мы болеем чаще. Причем любыми инфекционными заболеваниями: у людей на низкобелковой диете часто диагностируют инфекции.

Отеки

Дефицит белка приводит к нарушению водно-солевого баланса, из-за чего жидкость скапливается в тканях. Результат — мешки под глазами и опухшее по утрам лицо, отеки лодыжек и стоп, чувство тяжести в ногах, которое появляется уже в середине дня, даже если вы носите удобную обувь.

Снижение веса

У нашего организма свои приоритеты. Если белка не хватает, то все поступающие протеины направляются туда, где они жизненно необходимы, то есть к внутренним органам. Мышцам при этом почти ничего не достается, и они начинают уменьшаться в объеме. Правда, снижение мышечной массы при белковой недостаточности заметить трудно — за счет отеков вес может оставаться относительно стабильным или снижаться очень медленно. Зато вы точно заметите другие признаки постепенной атрофии мышечной ткани — слабость и быструю утомляемость. Люди, желающие скорректировать вес, часто отказываются от жиров или белка, но это ошибка. Важно соблюдать баланс: основу правильной диеты составляют мясо, рыба (или продукты с высоким содержанием белка растительного происхождения), крупы и овощи.

Плохое настроение

Белок, помимо всего прочего, важен для синтеза нейромедиатора серотонина. Именно он отвечает за хорошее настроение и стрессоустойчивость. Недостаток серотонина приводит не только к хандре, плаксивости и мрачным мыслям, но и к бессоннице, повышенной тревожности, нервозности и склонности взрываться по пустякам.

Комментарии эксперта

Горбачёва Наталья Леонидовна, диабетолог, диетолог, эндокринолог, ведущий специалист сети клиник «Семейная»

«Правильный белковый обмен веществ — баланс между распадом и синтезом белков. Организму должно хватать аминокислот для построения новых соединений. Степень усвоения белка зависит от его происхождения и способа термической обработки. Элемент не способен накапливаться в организме, его излишки выводятся с помощью почек. Поэтому чрезмерное потребление белка негативно сказывается на их состоянии

Причинами нарушений белкового обмена могут стать наследственные заболевания: подагра, а также тяжелые состояния, такие как онкопатологии, следствие радиационного облучения и прочее. Но в большинстве случаев у взрослого человека симптомы нарушения биосинтеза белков говорят о несбалансированном рационе питания.

Недостаток белков — актуальная проблема. Одних она настигает при избавлении от лишнего веса, других — при вегетарианстве, а третьих — из-за заболеваний пищеварительной и эндокринной систем. Дефицит белков может не проявляться клинически, но последствия недостатка протеина довольно печальны:

• задержка роста и развития у детей;
• малая мышечная масса;
• сердечно-сосудистые заболевания;
• плохой аппетит;
• вялость, апатия, усталость;
• плохое состояние кожи, волос, ногтей.

Если биосинтез белков нарушен на этапе построения, человек может страдать от белкового отравления. Характерными признаками интоксикации являются поражение печени и почек, нарушения работы ЖКТ. Переизбыток белка влияет на центральную нервную систему вплоть до серьезных поражений при врожденных нарушениях обмена веществ. При ухудшении самочувствия необходимо сдать анализы и получить рекомендации специалиста.» 

Что такое белки и для чего они нужны ?: MedlinePlus Genetics

Белки — это большие сложные молекулы, которые играют важную роль в организме. Они выполняют большую часть работы в клетках и необходимы для структуры, функции и регулирования тканей и органов тела.

Белки состоят из сотен или тысяч более мелких единиц, называемых аминокислотами, которые связаны друг с другом длинными цепями. Существует 20 различных типов аминокислот, которые можно комбинировать для получения белка.Последовательность аминокислот определяет уникальную трехмерную структуру каждого белка и его конкретную функцию. Аминокислоты кодируются комбинациями трех строительных блоков ДНК (нуклеотидов), определяемых последовательностью генов.

Белки можно описать в соответствии с их широким спектром функций в организме, перечисленных в алфавитном порядке:

Примеры функций белков

Функция	Описание	Пример
Антитело	Антитела связываются с определенными инородными частицами, такими как вирусы и бактерии, чтобы защитить организм.	Иммуноглобулин G (IgG)
Фермент	Ферменты осуществляют почти все тысячи химических реакций, протекающих в клетках. Они также помогают формированию новых молекул, считывая генетическую информацию, хранящуюся в ДНК.	Фенилаланин гидроксилаза
Мессенджер	Белки-мессенджеры, такие как некоторые типы гормонов, передают сигналы для координации биологических процессов между различными клетками, тканями и органами.	Гормон роста
Компонент конструкции	Эти белки обеспечивают структуру и поддержку клеток. В большем масштабе они также позволяют телу двигаться.	Актин
Транспортировка / хранение	Эти белки связывают и переносят атомы и небольшие молекулы внутри клеток и по всему телу.	Ферритин

Что такое белок? | Живая наука

Белок — это макроэлемент, необходимый для наращивания мышечной массы.Он обычно содержится в продуктах животного происхождения, но также присутствует в других источниках, таких как орехи и бобовые.

Есть три макроэлемента: белок, жиры и углеводы. Макроэлементы обеспечивают калории или энергию. Организму требуется большое количество макроэлементов для поддержания жизни, отсюда и термин «макро», согласно Медицинскому центру Мак-Кинли Университета Иллинойса. Каждый грамм белка содержит 4 калории. Белок составляет около 15 процентов массы тела человека.

Химически белок состоит из аминокислот, которые представляют собой органические соединения, состоящие из углерода, водорода, азота, кислорода или серы.По данным Национального института здоровья (NIH), аминокислоты являются строительными блоками белков, а белки — строительными блоками мышечной массы.

«Когда белок расщепляется в организме, он способствует увеличению мышечной массы, что способствует метаболизму», — сказала Джессика Крэндалл, зарегистрированный диетолог, диетолог, сертифицированный инструктор по диабету и национальный представитель Академии питания и диетологии. «Это также помогает. иммунная система остается сильной. Это помогает вам оставаться сытым. Многие исследования показали, что белок обладает эффектом насыщения.

Например, два недавних исследования показали, что чувство сытости или чувство сытости после еды улучшается после употребления закуски с высоким содержанием белка. В исследовании 2014 года, опубликованном в журнале Nutrition, сравнивались послеобеденные закуски из йогурта с высоким содержанием белка, крекеров с высоким содержанием жира и шоколада с высоким содержанием жира. Среди женщин, участвовавших в исследовании, употребление йогурта привело к большему снижению послеобеденного голода по сравнению с шоколадом. Эти женщины также ели меньше за ужином по сравнению с женщинами, которые ели крекеры и шоколад.

Похожее исследование, опубликованное в 2015 году в Journal of Nutrition, показало, что у подростков, потреблявших послеобеденные закуски с высоким содержанием белка, улучшился аппетит, сытость и улучшилось качество диеты. У подростков также улучшилось настроение и улучшились познавательные способности.

Сколько белка?

Институт медицины рекомендует, чтобы от 10 до 35 процентов ежедневных калорий поступало из белков. Как это соотносится с граммами белка, зависит от потребностей человека в калориях. По данным Министерства сельского хозяйства США, количество белковой пищи, которую должен съесть человек, зависит от возраста, пола и уровня физической активности.Большинство американцев едят достаточно продуктов из этой группы, но им нужно делать более постный и разнообразный выбор этих продуктов.

«Безопасный уровень белка колеблется от 0,8 грамма белка на килограмм веса [2,2 фунта] до 2 граммов белка на килограмм для очень активных спортсменов», — сказал Крэндалл. «Но большинству американцев действительно нужно есть от 1 до 1,2 грамма белка на килограмм веса тела».

По словам Крэндалла, большинству людей требуется от 20 до 30 граммов белка на один прием пищи. «Например, это 2.5 яичных белков на завтрак или 3–4 унции мяса на ужин ». Она сказала, что большинство американских женщин даже близко не получают достаточного количества протеина за завтраком. «Это может препятствовать их мышечной массе, метаболизму и уровню гормонов».

Крэндалл предостерег родителей от чрезмерного потребления белка для своих детей, которые обычно легко получают достаточное количество белка. «Важно сосредоточиться на фруктах и ​​овощах для детей, но белковые добавки для детей — это слишком много», — сказала она.Размышляя о том, как включить белок в рацион детей, родители должны сосредоточиться на цельных продуктах и ​​натуральных источниках.

Источники белка

Все продукты питания, приготовленные из мяса, птицы, морепродуктов, бобов и гороха, яиц, переработанных соевых продуктов, орехов и семян, считаются частью группы белков, согласно Министерству сельского хозяйства США. Большинство людей в этой группе едят достаточно еды, но им следует выбирать более постные и разнообразные варианты.

Помимо животных источников, существует несколько альтернативных источников белка, включая сою, коноплю и сыворотку.Крэндалл сказал, что все варианты хороши и все сводится к личным предпочтениям. Например, сывороточный протеин лучше для наращивания и регенерации мышечной массы, поэтому люди, желающие набрать массу или много тренирующиеся, могут предпочесть его.

Сывороточный протеин является побочным продуктом сыроварения и поэтому не является веганским. По данным Medical News Today, он обычно содержится в добавках, таких как протеиновые порошки. Согласно исследованию 2008 года, опубликованному в журнале Nutrition & Metabolism, он обычно используется для увеличения сухой мышечной массы, а также связан с потерей веса.На одну мерную ложку сывороточного протеина приходится 20 граммов протеина.

Белок конопли поступает из растения конопли, которое не содержит ТГК (активный ингредиент марихуаны), согласно данным Североамериканского промышленного совета по конопле. Конопля доступна в виде семян, порошка и молока. На столовую ложку семян конопли 5,3 грамма белка, около 5 граммов на мерную ложку конопляного порошка и 5 граммов на чашку.

Соевый белок поступает из соевых бобов и доступен во многих различных формах, включая молоко, тофу, различные заменители мяса, муку, масло, темпе, орехи мисо и эдамаме, по данным Медицинского центра Калифорнийского университета в Сан-Франциско.Крэндалл сказал, что соя — хороший источник белка.

«Было доказано, что соя содержит немного больше фитоэстрогенов, чем изофлавоны, что действительно помогает увеличить количество антиоксидантов», — сказала она. «Но многие люди не решаются употреблять сою из-за мифа, который связывает ее с раком груди. Но этот миф был сведен к минимуму на основе большого количества доказательств, подтверждающих фактические противораковые свойства сои ». Она указала на исследование 2012 года, опубликованное Американским институтом исследований рака.

Чтобы получить максимальную пользу от сои, Крэндалл рекомендовал употреблять в пищу цельные продукты, такие как эдамаме. Обработанные формы, такие как тофу, являются следующим лучшим вариантом, за ними следуют протеиновые порошки и напитки.

Продукты с высоким содержанием белка

Согласно Мэтью Кэди, зарегистрированному диетологу, пишущему на Bodybuilding.com, некоторые виды мяса с высоким содержанием белка включают:

• Стейк сверху или снизу (23 грамма белка на порцию в 3 унции)
• Нежирный говяжий фарш (18 г на порцию 3 унции)
• Свиные отбивные (26 г на порцию 3 унции)
• Куриная грудка без кожи (24 грамма на порцию 3 унции)
• Грудка индейки (24 грамма на порцию 3 унции) порции)
• Нерка (23 грамма на порцию в 3 унции)
• Желтоперый тунец (25 граммов на порцию в 3 унции)

Молочные продукты с высоким содержанием белка включают:

• Греческий йогурт (23 грамма на 8 унций) порция)
• Творог (14 граммов на порцию в полчашки)
• Яйца (6 граммов на большое яйцо)
• 2-процентное молоко (8 граммов на чашку)

Некоторые другие продукты с высоким содержанием белка:

• Некоторые консервы, такие как сардины, анчоусы и тунец. в среднем около 22 граммов белка на порцию
• Фасоль (20 граммов на чашку)
• Чечевица (13 граммов на четверть стакана)
• Арахисовое масло (8 граммов на 2 столовые ложки)
• Смешанные орехи (6 граммов на 2 столовые ложки) на порцию)
• Квиноа (8 граммов на порцию из 1 чашки)
• Эдамаме (8 граммов на половину чашки)
• Лапша соба (12 граммов на порцию 3 унции)

Полноценные или идеальные белки

Люди могут производить одни аминокислоты, но другие должны получать с пищей.Согласно NIH, девять аминокислот, которые люди не могут производить самостоятельно, называются незаменимыми аминокислотами. Незаменимые аминокислоты: гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.

По словам Крэндалла, белковые продукты, содержащие все незаменимые аминокислоты, называются полноценными белками. Их также иногда называют идеальными белками или высококачественными белками. Полноценные белки включают мясо и молочные продукты, киноа, семена конопли, семена чиа и сою.

Многие растительные белки не являются полноценными белками. К ним относятся бобы, злаки и бобовые, а также овощи, содержащие небольшое количество белка. По данным Массачусетского университета в Амхерсте, неполные белки можно объединить для создания полных белков. Фасоль и рис, арахисовое масло и цельнозерновой хлеб, макароны и сыр являются примерами комбинаций, которые создают полноценные белки.

В течение долгого времени диетологи считали, что дополнительные белки нужно есть вместе, чтобы получить полноценный белок.Но теперь стало понятно, что продукты не нужно есть в одно и то же время, — сказал Крэндалл. Если вы едите самые разные продукты, вы обычно можете производить полноценные белки, даже если вы вегетарианец.

Высокобелковая диета

Институт медицины рекомендует, чтобы от 10 до 35 процентов дневных калорий приходилось на белок. Большинство американцев не дотягивают до 35-процентной отметки; По данным NIH, они потребляют от 12 до 18 процентов своих калорий в виде белков. Таким образом, большинство коммерческих планов высокобелковой диеты предполагают потребление на верхних уровнях рекомендованного диапазона.Например, диета Аткинса позволяет получать до 29 процентов калорий из белка, а диета Саут-Бич предполагает уровень белка около 30 процентов. Однако некоторые диеты с высоким содержанием белка составляют более 35 процентов.

Эффективность и безопасность высокопротеиновых диет все еще изучаются. Часто они приводят к быстрому снижению веса, но их общая устойчивость неясна. Один обзор исследований диеты с высоким содержанием белка в 2011 году показал, что «хотя половина исследований показала более высокую потерю веса при диете с высоким содержанием белка, три из четырех исследований с самым длительным вмешательством не показали статистической разницы в потере веса.”

Более того, диета с высоким содержанием белка может нести определенный риск для здоровья. Они обычно выступают за сокращение углеводов, что может привести к дефициту питательных веществ, дефициту клетчатки, головной боли, запорам, повышенному риску сердечных заболеваний и ухудшению функции почек у тех, кто страдает заболеванием почек, по данным клиники Майо.

Крэндалл не рекомендует диеты с высоким содержанием белка, потому что они, как правило, не нужны. «Все больше исследований показывают, что американцы получают достаточно белка», — сказала она.Проблема в том, что мы неправильно распределяем наш белок. «Более важно, чтобы мы концентрировались на получении белка с каждым приемом пищи, съедая его в течение первого часа после пробуждения, а затем каждые 4-6 часов после этого».

Получение достаточного количества протеина через определенные промежутки времени помогает увеличить мышечную массу и улучшить общее состояние здоровья в долгосрочной перспективе.

Крэндалл также скептически относится к продуктам с повышенным содержанием белка. «Сейчас есть много продуктов, в которые добавлен белок. Но разве это вас наполняет? Это дает вам то, что вам нужно? Удостоверьтесь, что вы немного думаете о планировании еды … не позволяйте этому стать привычным вариантом для приема пищи.”

Идеальная белковая диета

Идеальная белковая диета — это медицинская диета, разработанная более 20 лет назад французским доктором Тран Тьен Чаном. Тренер в лицензированной клинике или поставщик медицинских услуг наблюдает за участниками. Для некоторых участников может потребоваться согласие поставщиков медицинских услуг.

Идеальная белковая диета — это низкоуглеводная, низкокалорийная и высокобелковая диета, цель которой — помочь в потере веса, обеспечивая организм нужным количеством и видом белка, а также стабилизируя уровень сахара в крови.Он состоит из четырех этапов. В течение первых трех этапов участники съедают по крайней мере один предварительно упакованный продукт Ideal Protein в определенных пропорциях в день. Во время первой фазы, когда происходит большая часть потери веса, участники ежедневно едят три раза в день.

Протеиновые коктейли

«Добавки предназначены только для дополнительных целей», — сказал Крэндалл. Поэтому она не рекомендует ежедневно принимать протеиновые коктейли. Однако иногда у людей возникают серьезные поведенческие препятствия к употреблению цельных продуктов.«Если они чувствуют, что не могут готовить или есть цельную пищу… [протеиновые коктейли] могут быть хорошим вариантом Б».

Если вы собираетесь использовать протеиновые коктейли, Крэндалл рекомендует выбирать тот, который содержит более 20 граммов протеина. «Большинство американцев хотят употреблять низкокалорийные напитки с низким содержанием углеводов», — сказала она.

Важно подумать о том, что вы добавляете в протеиновые коктейли. Если вы используете протеиновый порошок для приготовления коктейля, Крэндалл предлагает смешать его с водой, обезжиренным молоком или заменителем молока.«Я настоятельно рекомендую не добавлять фрукты — они могут стать очень калорийными — как пирог в чашке». Однако добавление овощей может добавить антиоксиданты и витамины.

Дополнительные ресурсы

белок | Определение, структура и классификация

Белок , очень сложное вещество, которое присутствует во всех живых организмах. Белки имеют большую питательную ценность и непосредственно участвуют в химических процессах, необходимых для жизни. Важность белков была признана химиками в начале 19 века, в том числе шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом, который в 1838 году ввел в обращение термин белок , слово, производное от греческого prōteios , что означает «удерживать первое место».«Белки видоспецифичны; то есть белки одного вида отличаются от белков другого вида. Они также специфичны для органов; например, в пределах одного организма мышечные белки отличаются от белков мозга и печени.

Популярные вопросы

Что такое белок?

Белок — это встречающееся в природе чрезвычайно сложное вещество, состоящее из аминокислотных остатков, соединенных пептидными связями. Белки присутствуют во всех живых организмах и включают многие важные биологические соединения, такие как ферменты, гормоны и антитела.

Где происходит синтез белка?

Где хранится белок?

Белки не хранятся для дальнейшего использования в животных. Когда животное потребляет избыток белков, они превращаются в жиры (глюкозу или триглицериды) и используются для снабжения энергией или создания энергетических запасов. Если животное не потребляет достаточное количество белка, организм начинает расщеплять богатые белком ткани, такие как мышцы, что приводит к истощению мышц и, в конечном итоге, к смерти, если дефицит является серьезным.

Что делают белки?

Белки необходимы для жизни и необходимы для широкого спектра клеточной деятельности.Белковые ферменты катализируют подавляющее большинство химических реакций, происходящих в клетке. Белки обеспечивают многие структурные элементы клетки и помогают связывать клетки вместе в ткани. Белки в форме антител защищают животных от болезней, и многие гормоны являются белками. Белки контролируют активность генов и регулируют экспрессию генов.

Белковая молекула очень велика по сравнению с молекулами сахара или соли и состоит из множества аминокислот, соединенных вместе в длинные цепи, подобно тому, как бусинки расположены на нитке.Существует около 20 различных аминокислот, которые естественным образом встречаются в белках. Белки с аналогичной функцией имеют сходный аминокислотный состав и последовательность. Хотя пока невозможно объяснить все функции белка на основе его аминокислотной последовательности, установленные корреляции между структурой и функцией можно отнести к свойствам аминокислот, из которых состоят белки.

пептид

Молекулярная структура пептида (небольшого белка) состоит из последовательности аминокислот.

© raimund14 / Fotolia

Растения могут синтезировать все аминокислоты; животные не могут, хотя все они необходимы для жизни. Растения могут расти в среде, содержащей неорганические питательные вещества, обеспечивающие азот, калий и другие вещества, необходимые для роста. В процессе фотосинтеза они используют углекислый газ, содержащийся в воздухе, для образования органических соединений, таких как углеводы. Однако животные должны получать органические питательные вещества из внешних источников. Поскольку содержание белка в большинстве растений низкое, животные, такие как жвачные, требуют очень большие количества растительного материала (например,g., коровы), которые едят только растительный материал, чтобы удовлетворить свои потребности в аминокислотах. Нежвачные животные, в том числе люди, получают белки в основном от животных и их продуктов, например мяса, молока и яиц. Семена бобовых все чаще используются для приготовления недорогой, богатой белком пищи ( см. питание человека).

бобовые; amino acid

Бобовые, такие как фасоль, чечевица и горох, богаты белком и содержат много незаменимых аминокислот.

© Elenathewise / Fotolia

Содержание белка в органах животных обычно намного выше, чем в плазме крови.Например, в мышцах содержится около 30 процентов белка, в печени — от 20 до 30 процентов, а в эритроцитах — 30 процентов. Более высокий процент белка содержится в волосах, костях и других органах и тканях с низким содержанием воды. Количество свободных аминокислот и пептидов у животных намного меньше количества белка; Белковые молекулы производятся в клетках путем поэтапного выравнивания аминокислот и попадают в жидкости организма только после завершения синтеза.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Высокое содержание белка в некоторых органах не означает, что важность белков связана с их количеством в организме или ткани; напротив, некоторые из наиболее важных белков, таких как ферменты и гормоны, присутствуют в очень малых количествах. Важность белков в основном связана с их функцией. Все идентифицированные ферменты являются белками. Ферменты, которые являются катализаторами всех метаболических реакций, позволяют организму накапливать химические вещества, необходимые для жизни, — белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды, — превращать их в другие вещества и разлагать их.Жизнь без ферментов невозможна. Есть несколько белковых гормонов с важными регуляторными функциями. У всех позвоночных респираторный белок гемоглобин действует как переносчик кислорода в крови, транспортируя кислород от легких к органам и тканям тела. Большая группа структурных белков поддерживает и защищает структуру тела животного.

гемоглобин

Гемоглобин — это белок, состоящий из четырех полипептидных цепей (α ₁ , α ₂ , β ₁ и β ₂ ).Каждая цепь присоединена к группе гема, состоящей из порфирина (органическое кольцеобразное соединение), присоединенного к атому железа. Эти комплексы железо-порфирин обратимо координируют молекулы кислорода, что напрямую связано с ролью гемоглобина в переносе кислорода в крови.

Британская энциклопедия, Inc.

Что такое белок? Биолог объясняет

Примечание редактора: Натан Альгрен — доцент кафедры биологии в Университете Кларка. В этом интервью он подробно объясняет, что такое белки, как они производятся, а также широкий спектр функций, которые они выполняют в организме человека.

Натан Альгрен объясняет, что делают белки в нашем организме.

Что такое белок?

Белок — это основная структура, которая встречается во всем живом. Это молекула. И главное в белке — это то, что он состоит из более мелких компонентов, называемых аминокислотами. Мне нравится думать о них как о бусинах разного цвета. Каждая бусина представляет собой аминокислоту, представляющую собой более мелкие молекулы, содержащие атомы углерода, кислорода, водорода и иногда атомы серы.Итак, белок — это, по сути, цепочка, состоящая из этих маленьких отдельных аминокислот. Есть 22 разных аминокислоты, которые вы можете комбинировать по-разному.

Белок обычно не существует в виде цепочки, но на самом деле складывается в определенную форму, в зависимости от порядка и того, как эти разные аминокислоты взаимодействуют друг с другом. Эта форма влияет на то, что белок делает в нашем организме.

Откуда берутся аминокислоты?

Аминокислоты в нашем организме поступают из пищи, которую мы едим.Мы также производим их в нашем теле. Например, другие животные производят белки, а мы их едим. Наш организм берет эту цепочку и разбивает ее на отдельные аминокислоты. Затем он может преобразовать их в любой белок, который нам нужен.

После того, как белки расщепляются на аминокислоты в пищеварительной системе, они попадают в наши клетки и как бы плавают внутри клетки, как эти маленькие отдельные шарики в нашей аналогии. А внутри клетки ваше тело в основном связывает их вместе, чтобы вырабатывать белки, необходимые вашему организму.

Примерно половину необходимых нам аминокислот мы можем производить самостоятельно, а остальные мы должны получать из пищи.

Что делают белки в нашем организме?

Ученые не совсем уверены, но большинство из них согласны с тем, что в нашем организме около 20 000 различных белков. Некоторые исследования предполагают, что их может быть даже больше. Они выполняют множество функций — от некоторых метаболических преобразований до удержания ваших клеток вместе и заставляя ваши мышцы работать.

Их функции делятся на несколько широких категорий.Один структурный. Ваше тело состоит из множества различных структур — представьте себе струнные структуры, шарики, якоря и т. Д. Они образуют вещество, которое скрепляет ваше тело. Коллаген — это белок, который придает структуру вашей коже, костям и даже зубам. Интегрин — это белок, который обеспечивает гибкие связи между вашими клетками. Ваши волосы и ногти состоят из протеина, называемого кератином.

Еще одна важная роль, которую они берут на себя, — это биохимия — то, как ваше тело выполняет определенные реакции в вашей клетке, такие как расщепление жиров или аминокислот.Помните, я сказал, что наше тело расщепляет белок из пищи, которую мы едим? Даже эту функцию выполняют такие белки, как пепсин. Другой пример — гемоглобин — белок, переносящий кислород в крови. Итак, они проводят эти особые химические реакции внутри вас.

Белки также могут обрабатывать сигналы и информацию, например белки циркадных часов, которые отслеживают время в наших клетках, но это несколько основных категорий функций, которые белки выполняют в клетке.

Почему белок часто ассоциируется с мышцами и мясом?

Разные продукты имеют разное содержание белка. В таких растениях, как пшеница и рис, много углеводов, но они менее богаты белком. Но в мясе вообще больше белка. Для создания мышц вашего тела требуется много белка. Вот почему белок часто ассоциируется с употреблением мяса и наращиванием мышечной массы, но на самом деле белки участвуют в гораздо большем, чем это.

[ Получайте удовольствие от разговора каждые выходные. Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку.]

белка | Источник питания

Белок является важным макроэлементом, но не все пищевые источники белка одинаковы, и вам может не понадобиться столько, сколько вы думаете. Изучите основы белковой пищи и составьте свой рацион с помощью здоровой белковой пищи.

Перейти к:
–Что такое белок?
–Сколько мне нужно белка?
–Это все о белковой «упаковке»
–Исследования белков и здоровья человека
–Белковые продукты и планета
– Итог: выбор здоровой белковой пищи
— [Викторина] Проверьте свои знания о белках!

Что такое белок?

Белок содержится во всем теле — в мышцах, костях, коже, волосах и практически во всех других частях или тканях тела.Он составляет ферменты, которые запускают многие химические реакции, и гемоглобин, переносящий кислород в вашу кровь. По крайней мере, 10 000 различных белков делают вас тем, что вы есть, и удерживают вас в таком состоянии.

Белок состоит из двадцати с лишним основных строительных блоков, называемых аминокислотами. Поскольку мы не храним аминокислоты, наш организм производит их двумя разными способами: либо с нуля, либо путем модификации других. Девять аминокислот — гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин — известные как незаменимые аминокислоты, должны поступать с пищей.

Сколько протеина мне нужно?

Национальная академия медицины рекомендует взрослым получать минимум 0,8 грамма белка на каждый килограмм веса тела в день или чуть более 7 граммов на каждые 20 фунтов веса тела . [1]

• Для человека весом 140 фунтов это означает около 50 граммов белка в день.
• Для человека весом 200 фунтов это означает около 70 граммов белка каждый день.

Национальная медицинская академия также устанавливает широкий диапазон допустимого потребления белка — от 10% до 35% калорий каждый день.Помимо этого, существует относительно мало достоверной информации об идеальном количестве белка в рационе или о самом здоровом целевом показателе калорий, вносимых белком. В анализе, проведенном в Гарварде среди более чем 130 000 мужчин и женщин, за которыми наблюдали до 32 лет, процент калорий от общего потребления белка не был связан с общей смертностью или с конкретными причинами смерти. [2] Однако источник белка был важен.

Что такое «полные» белки и сколько мне нужно?

«Чистый» белок, полученный из растительной или животной пищи, вероятно, оказывает аналогичное воздействие на здоровье, хотя сочетание аминокислот может иметь последствия для здоровья.Некоторые белки, содержащиеся в пище, являются «полноценными», что означает, что они содержат все двадцать с лишним типов аминокислот, необходимых для производства нового белка в организме. Другие неполноценны, в них отсутствует одна или несколько из девяти незаменимых аминокислот, которые наш организм не может произвести с нуля или из других аминокислот. Продукты животного происхождения (мясо, птица, рыба, яйца и молочные продукты), как правило, являются хорошими источниками полноценного белка, в то время как продукты растительного происхождения (фрукты, овощи, зерна, орехи и семена) часто не имеют одного или нескольких незаменимых аминокислот. кислота.Те, кто воздерживается от пищи животного происхождения, могут каждый день употреблять в пищу различные белковые растительные продукты, чтобы получить все аминокислоты, необходимые для производства нового белка, а также выбрать полноценные растительные белки, такие как семена киноа и чиа.

Важно отметить, что миллионы людей во всем мире, особенно дети младшего возраста, не получают достаточного количества белка из-за отсутствия продовольственной безопасности. Последствия дефицита белка и недоедания варьируются по степени тяжести от задержки роста и потери мышечной массы до снижения иммунитета, ослабления сердца и дыхательной системы и смерти.

Однако здоровые взрослые люди в США и большинстве других развитых стран редко испытывают дефицит, потому что в изобилии есть продукты растительного и животного происхождения, богатые белком. Фактически, многие в США потребляют более чем достаточно белка, особенно из продуктов животного происхождения. [3]

Все дело в протеиновой «упаковке»

Когда мы едим пищу, чтобы получить белок, мы также едим все, что с ней связано: различные жиры, клетчатку, натрий и многое другое. Именно этот протеиновый «пакет» может иметь значение для здоровья.

В таблице ниже показаны образцы пищевых «упаковок», отсортированных по содержанию протеина, а также ряд компонентов, которые в них входят.

Таблица: Сравнение протеиновых пакетов

Чтобы назвать несколько примеров:

• Стейк из жареной вырезки весом 4 унции — отличный источник белка — его стоит около 33 граммов. Но он также содержит около 5 граммов насыщенных жиров.
• В стейке ветчины на 4 унции, содержащем 22 грамма белка, всего 1,6 грамма насыщенных жиров, но при этом он содержит 1500 миллиграммов натрия.
• 4 унции жареной нерки на гриле содержат около 30 граммов белка с низким содержанием натрия и чуть более 1 грамма насыщенных жиров. Лосось и другая жирная рыба также являются отличными источниками жиров омега-3, которые особенно полезны для сердца.
• Чашка вареной чечевицы содержит около 18 граммов белка и 15 граммов клетчатки и практически не содержит насыщенных жиров или натрия.

Исследования белков и здоровья

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что для нашего здоровья, вероятно, имеет значение источник белка (или белковая «упаковка»), а не количество белка.Вы можете изучить исследования, связанные с каждым заболеванием, на вкладках ниже, но вот вывод, основанный на фактах: употребление в пищу здоровых источников белка, таких как бобы, орехи, рыба или птица, вместо красного мяса и обработанного мяса может снизить риск нескольких заболеваний. и преждевременная смерть.

Болезнь сердца

Исследования, проведенные Гарвардской школой общественного здравоохранения Чана, показали, что регулярное употребление даже небольшого количества красного мяса, особенно обработанного красного мяса, связано с повышенным риском сердечных заболеваний и инсульта, а также с риском смерти. от сердечно-сосудистых заболеваний или по любой другой причине.[4-6] И наоборот, замена красного и обработанного красного мяса полезными источниками белка, такими как бобы, соевые продукты, орехи, рыба или птица, похоже, снижает эти риски. Одна из причин, по которой растительные источники белка связаны с более низким риском сердечно-сосудистых заболеваний по сравнению с белком из красного мяса и молочных продуктов, заключается в том, что эти белковые пакеты содержат разные типы жиров. Источники белка растительного происхождения являются более ненасыщенными, что снижает уровень холестерина ЛПНП — установленного фактора риска сердечных заболеваний. Также растительные источники не содержат холестерина.Другие факторы могут способствовать снижению риска, но это ключевой фактор.

• В ходе одного исследования 120 000 мужчин и женщин, участвовавших в обследовании здоровья медсестер и последующем обследовании медицинских работников, на протяжении более двух десятилетий. На каждые дополнительные 3 унции необработанного красного мяса, которые участники исследования потребляли каждый день, их риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний увеличивался на 13%. [5]
  • Обработанное красное мясо было еще сильнее связано со смертью от сердечно-сосудистых заболеваний — и в меньших количествах: каждую дополнительную 1 штуку.Ежедневное употребление 5 унций обработанного красного мяса (эквивалент одного хот-дога или двух полосок бекона) было связано с 20% увеличением риска смерти от сердечно-сосудистых заболеваний.
  • Сокращение употребления красного мяса может спасти жизни: исследователи подсчитали, что если бы все мужчины и женщины, участвовавшие в исследовании, сократили общее потребление красного и переработанного красного мяса до менее половины порции в день, каждый десятый умерший от сердечно-сосудистых заболеваний имел бы было предотвращено.
• В другом исследовании с участием 43 000 мужчин, в котором изучались как количество, так и источники белка, было обнаружено, что потребление общего белка было минимально связано с риском сердечных заболеваний, но потребление белка из красного мяса было связано с более высоким риском.[7]

• Другое исследование — первый метаанализ рандомизированных контролируемых испытаний, посвященных изучению воздействия красного мяса на здоровье путем замены его другими конкретными типами продуктов питания, — обнаружило, что диеты, в которых красное мясо заменяются полезными растительными белками, приводят к снижению факторов риска. при сердечно-сосудистых заболеваниях. [28]
  • В исследование были включены данные 36 рандомизированных контролируемых испытаний с участием 1803 человека. Исследователи сравнили людей, которые придерживались диеты с красным мясом, с людьми, которые ели больше других видов пищи (т.е. курица, рыба, углеводы или растительные белки, такие как бобовые, соя или орехи), глядя на концентрацию холестерина, триглицеридов, липопротеинов в крови и артериальное давление — все это факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний.
  • Исследователи обнаружили, что при сравнении диеты с красным мясом со всеми другими типами диет, вместе взятых, не было значительных различий в общем холестерине, липопротеинах или артериальном давлении, хотя диеты с более высоким содержанием красного мяса действительно приводили к более высоким концентрациям триглицеридов, чем диеты сравнения. .
  • Однако исследователи обнаружили, что диета с более высоким содержанием высококачественных источников растительного белка, таких как бобовые, соя и орехи, приводит к более низким уровням как общего, так и ЛПНП («плохого») холестерина по сравнению с диетами с красным мясом.

  Что касается количества потребленного белка , то есть доказательства того, что диета с относительно высоким содержанием белка может быть полезной для сердца, если белок поступает из здорового источника.

  • 20-летнее проспективное исследование с участием более 80000 женщин показало, что у тех, кто придерживался низкоуглеводной диеты с высоким содержанием растительных жиров и белков, риск сердечных заболеваний на 30% ниже по сравнению с женщинами, которые ели высокоуглеводную пищу. , нежирные диеты.[8] Однако низкоуглеводная диета с высоким содержанием животных жиров или белков не обеспечивала такой защиты.
  • Еще одно доказательство пользы здорового белка вместо углеводов для сердца было получено в рандомизированном исследовании, известном как «Исследование оптимального потребления макроэлементов для здоровья сердца» (OmniHeart). Здоровая диета, в которой часть углеводов заменяется здоровым белком (или здоровым жиром), лучше справляется с понижением артериального давления и вредным холестерином липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), чем диета с более высоким содержанием углеводов.[9]
  • Аналогичным образом, в исследовании по снижению веса «EcoAtkins» сравнивали вегетарианскую диету с низким содержанием жиров и высоким содержанием углеводов с веганской диетой с низким содержанием углеводов, богатой растительными белками и жирами. Хотя потеря веса на двух диетах была одинаковой, участники исследования, соблюдающие диету с высоким содержанием белка, отметили улучшение липидов в крови и артериального давления. [10]
  • Конечно, иногда исследование генерирует заголовки, потому что оно дает противоположный результат. Например, одно исследование шведских женщин, которые придерживались диеты с низким содержанием углеводов и высоким содержанием белка, имели более высокие показатели сердечно-сосудистых заболеваний и смертности, чем те, кто придерживался диеты с низким содержанием белка и высоким содержанием углеводов.[11] Но в исследовании, в котором диета женщин оценивалась только один раз, а затем следовали за ними в течение 15 лет, не рассматривалось, какие типы углеводов или какие источники белка ели эти женщины. Это было важно, потому что большая часть женского белка поступала из животных источников.

Диабет

Опять же, источник белка имеет большее значение, чем количество белка, когда речь идет о риске диабета. Употребление большего количества красного мяса прогнозирует более высокий риск развития диабета 2 типа, в то время как употребление орехов, бобовых и птицы связано с меньшим риском.

• Исследование 2011 года показало, что люди, которые ели диету с высоким содержанием красного мяса, особенно переработанного красного мяса, имели более высокий риск развития диабета 2 типа, чем те, кто редко ел красное или переработанное мясо. [12] За каждую дополнительную порцию в день красного мяса или обработанного красного мяса, которое ели участники исследования, их риск диабета увеличивался на 12% и 32% соответственно. Исследователи также обнаружили, что замена порции красного мяса одной порцией орехов, обезжиренных молочных продуктов или цельнозерновых продуктов каждый день, по оценкам, снижает риск диабета 2 типа на 16-35%.
• Связанное исследование также показало, что люди, которые начали есть больше красного мяса, чем обычно, имели на 50% более высокий риск развития диабета 2 типа в течение следующих четырех лет, и исследователи также обнаружили, что у тех, кто сократил потребление красного мяса, был на 14% ниже риск развития диабета 2 типа. риск диабета 2 типа в течение 10-летнего периода наблюдения. [13]
• Способ приготовления мяса также может повлиять на риск диабета 2 типа. В исследовании, в ходе которого отслеживалось состояние здоровья более 289000 мужчин и женщин, исследователи обнаружили, что люди, которые чаще всего ели красное мясо и курицу, приготовленную при высоких температурах, были 1.Вероятность развития диабета 2 типа в 5 раз выше, чем у тех, кто меньше всего ел. Также был повышенный риск набора веса и развития ожирения у тех, кто часто использовал методы приготовления при высокой температуре, что могло способствовать развитию диабета. Следует отметить, что это исследование показало, что методы приготовления пищи могут способствовать риску диабета, помимо последствий употребления только мяса. [14] Подробнее об этом исследовании .
• Дополнительные доказательства того, что источник белка имеет значение, получены из 20-летнего исследования, в котором изучалась взаимосвязь между низкоуглеводными диетами и диабетом 2 типа у женщин.Низкоуглеводные диеты с высоким содержанием растительных жиров и белков были связаны с более низким риском диабета 2 типа. [15] Но низкоуглеводные диеты с высоким содержанием белков или жиров животного происхождения не показали этого преимущества.
• Для диабета 1 типа (ранее называвшегося ювенильным или инсулинозависимым) белки, обнаруженные в коровьем молоке, участвовали в развитии заболевания у детей с предрасположенностью к этому заболеванию, но исследования остаются безрезультатными.[16,17]

Рак

Когда дело доходит до рака, опять же, источник белка , кажется, имеет большее значение, чем количество.

• В исследовании медсестер и последующем исследовании медицинских работников каждая дополнительная порция в день красного мяса или обработанного красного мяса была связана с повышением риска смерти от рака на 10% и 16% соответственно. [5]
• В октябре 2015 года Международное агентство по изучению рака (МАИР) Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) пришло к выводу, что потребление переработанного мяса «канцерогенно для человека», а потребление красного мяса «вероятно, канцерогенно для человека».”[18] Рабочая группа МАИР (состоящая из 22 ученых из десяти стран) пришла к таким выводам на основе оценки более 800 исследований.
  • Выводы были в основном основаны на доказательствах колоректального рака . Данные также показали положительную связь между потреблением обработанного мяса и раком желудка , а также между потреблением красного мяса и раком поджелудочной железы и раком простаты .
• Исследование 2014 года также обнаружило связь между высоким потреблением красного мяса в подростковом возрасте и пременопаузальным раком груди, в то время как более высокое потребление птицы, орехов и бобовых было связано с более низким риском.Используя данные о здоровье 89000 женщин (в возрасте от 24 до 43 лет), за которыми наблюдали в течение 20-летнего периода, исследователи обнаружили на 22% более высокий риск рака груди у тех, кто ел 1,5 порции красного мяса в день во время учебы в старшей школе. по сравнению с теми, у кого была только одна порция в неделю. Кажется, что каждая дополнительная ежедневная порция красного мяса увеличивает риск рака груди еще на 13%. [19]
• Способ приготовления мяса также может иметь значение для риска рака. При жарке при высокой температуре в мясе образуются потенциально вызывающие рак соединения, в том числе полициклические ароматические углеводороды и гетероциклические амины. Узнайте о полезных для здоровья блюдах на гриле.

Преждевременная смерть

• В 2016 году исследователи проанализировали потребление белка более чем 131 000 женщин и мужчин в рамках исследования здоровья медсестер и последующего исследования медицинских работников. Проследив свой рацион в течение 32 лет, авторы обнаружили, что более высокое потребление красного мяса, особенно обработанных его разновидностей (колбаса, бекон, хот-доги, салями), было связано с умеренно более высоким риском смерти, в то время как более высокое потребление белка от растительной пищи несут меньший риск.[2] Подробнее об этом исследовании.

Здоровье костей

• Перевариваемый белок выделяет кислоты в кровоток, которые организм обычно нейтрализует с помощью кальция и других буферных агентов. В результате ранние исследования предположили, что употребление большого количества белка требует гораздо большего количества кальция, который может быть извлечен из костей. Систематический обзор 2009 года показал, что этого не происходит. [20]

Контроль веса

Те же здоровые белковые продукты, которые являются хорошим выбором для профилактики болезней, также могут помочь в контроле веса.Опять же, имеет значение источник белка .

• Исследователи из Гарвардской школы общественного здравоохранения Чана наблюдали за диетой и образом жизни более 120 000 мужчин и женщин в течение 20 лет, изучая, как небольшие изменения способствовали увеличению веса с течением времени. [21]
  • Те, кто ел больше красного и обработанного мяса в ходе исследования, набирали больше веса, примерно на один лишний фунт каждые четыре года, в то время как те, кто ел больше орехов в ходе исследования, набирали меньше веса, примерно на полфунта меньше каждые четыре года. четыре года.
• Последующий подробный анализ этой когорты также показал, что употребление красного мяса, курицы с кожей и обычного сыра было связано с большим набором веса. Йогурт, арахисовое масло, грецкие орехи и другие орехи, курица без кожи, нежирный сыр и морепродукты были связаны с меньшим набором веса. [22]
• Другое исследование показало, что употребление примерно одной дневной порции фасоли, нута, чечевицы или гороха может увеличить чувство насыщения, что может привести к лучшему контролю веса и потере веса.[23]

Нет нужды переусердствовать с белком. Хотя некоторые исследования показывают преимущества диеты с высоким содержанием белка и низким содержанием углеводов в краткосрочной перспективе (например, палеодиета), отказ от фруктов и цельнозерновых продуктов означает отсутствие здоровой клетчатки, витаминов, минералов и других фитонутриентов.

Другие аспекты, связанные с белком

• Определенные белки в пище и окружающей среде участвуют в пищевой аллергии, которая является чрезмерной реакцией иммунной системы (например, глютен и глютеновая болезнь).
• Медицинские журналы также пестрят сообщениями, связывающими аллергические реакции на определенные источники белка с различными состояниями (проблемы с дыханием, хронические проблемы с пищеварением и т. Д.). Яйца, рыба, молоко, арахис, древесные орехи и соевые бобы вызывают у некоторых людей аллергические реакции.
• Лица, у которых диагностированы определенные заболевания (например, заболевания почек и печени), должны контролировать потребление белка в соответствии с рекомендациями своего врача.
• Возможно, вы также слышали, что использование антибиотиков в производстве продуктов животного происхождения способствовало появлению «супербактерий» или штаммов бактерий, устойчивых к доступным в настоящее время антибиотикам.В 2016 году FDA объявило о добровольной программе по ограничению рутинного использования антибиотиков в производстве продуктов питания (например, введение антибиотиков здоровым животным, чтобы помочь им быстрее расти). [24] Как потребитель, вы, возможно, захотите найти продукты, «выращенные без антибиотиков», если планируете есть мясо. У одних компаний этот язык есть на упаковке, у других — нет.

Белковые продукты и планета

Точно так же, как разные продукты питания могут по-разному влиять на здоровье человека, они также по-разному влияют на окружающую среду.Сельское хозяйство является основным источником выбросов парниковых газов (ПГ) во всем мире, накопление которых приводит к изменению климата с беспрецедентной скоростью в истории человечества. Однако не все продукты оказывают одинаковое воздействие. Производство продуктов животного происхождения, как правило, имеет более высокие выбросы парниковых газов, чем производство продуктов растительного происхождения, а молочные продукты и особенно красное мясо (особенно говядина, баранина и коза) выделяются своим непропорциональным воздействием.

Источник: Институт мировых ресурсов, www.wri.org/proteinscorecard

Чтобы дать вам представление, эта «оценочная карта» от Института мировых ресурсов иллюстрирует различные выбросы парниковых газов на грамм протеина как из продуктов животного происхождения, так и из растительных белковых продуктов. [25] При приготовлении всего одного фунта (454 грамма) ягненка образуется в пять раз больше парниковых газов, чем при приготовлении фунта курицы, и примерно в 30 раз больше, чем при приготовлении фунта чечевицы. [26] Только в США на говядину приходится 36% всех выбросов парниковых газов, связанных с пищевыми продуктами. [27] Помимо выбросов, важно также отметить, что производство продуктов питания предъявляет огромные требования к нашим природным ресурсам, поскольку сельское хозяйство является одним из основных факторов обезлесения, исчезновения видов, истощения и загрязнения пресной воды.

Узнайте больше о влиянии различных продуктов на вашу тарелку.

Итог

Белок — ключевая часть любой диеты. В среднем человеку требуется около 7 граммов белка каждый день на каждые 20 фунтов веса тела. Поскольку белок содержится в большом количестве продуктов, многие люди могут легко достичь этой цели. Однако не все белковые «пакеты» созданы равными. Поскольку продукты содержат гораздо больше, чем белок, важно обращать внимание на то, что еще с ними связано. Вот почему тарелка здорового питания поощряет выбор здоровой белковой пищи.

Основываясь на этом общем руководстве, вот несколько дополнительных деталей и советов по формированию своего рациона с оптимальным выбором белков:

• По возможности получайте белок из растений . Употребление в пищу бобовых (фасоль и горох), орехов, семян, цельного зерна и других растительных источников белка — это победа для вашего здоровья и здоровья всей планеты. Если большая часть вашего белка поступает из растений, убедитесь, что вы смешиваете свои источники, чтобы не пропустить «важные» компоненты белка.Хорошая новость заключается в том, что царство растений предлагает множество вариантов, которые можно смешивать и сочетать. Вот несколько примеров для каждой категории:
  • Бобовые: чечевица, фасоль (адзуки, черная, фава, нут / гарбанзо, почка, лима, маш, пинто и т. Д.), Горох (зеленый, снежный, колотый, расколотый и т. Д.), Эдамаме / соевые бобы (и продукты из сои: тофу, темпе и др.), арахис.
  • Орехи и семена: миндаль, фисташки, кешью, грецкие орехи, фундук, орехи пекан, семена конопли, тыквенные и тыквенные семечки, семена подсолнечника, семена льна, семена кунжута, семена чиа.
  • Цельнозерновые: камут, теф, пшеница, киноа, рис, дикий рис, просо, овес, гречка,
  • Другое: Хотя многие овощи и фрукты содержат определенный уровень белка, его обычно меньше, чем в других растительных продуктах. Некоторые примеры с более высоким содержанием белка включают кукурузу, брокколи, спаржу, брюссельскую капусту и артишоки.

Простые стратегии для создания сытных, вкусных и даже недорогих блюд на растительной основе.

• Обновите источники животного белка . Когда речь идет о продуктах животного происхождения, особенно важно учитывать белковый состав:
  • Как правило, лучше всего подходят домашней птицы (курица, индейка, утка) и различные морепродукты (рыба, ракообразные, моллюски). Яйца тоже могут быть хорошим выбором.
  • Если вам нравится молочных продуктов , лучше всего делать это в умеренных количествах (подумайте, что ближе к 1-2 порциям в день; возможно, употребление йогурта будет лучшим выбором, чем получение всех порций из молока или сыра).
  • Красное мясо , которое включает необработанную говядину, свинину, баранину, телятину, баранину и козлятину, следует потреблять в более ограниченных количествах. Если вам нравится красное мясо, подумайте о том, чтобы есть его в небольших количествах или только в особых случаях.
  • Обработанные мясные продукты , такие как бекон, хот-доги, колбасы и мясное ассорти, следует избегать. Хотя эти продукты часто делаются из красного мяса, обработанное мясо также включает такие продукты, как бекон из индейки, куриные колбасы и нарезанные кусочками курицу и ветчину.(Обработанное мясо относится к любому мясу, которое было «преобразовано путем соления, консервирования, ферментации, копчения или других процессов для улучшения вкуса или улучшения консервации» [18]).

Хотите уменьшить количество красного и обработанного мяса, но не знаете, с чего начать? Вот несколько подходов к сокращению потребления при сохранении насыщенности и вкуса блюд. Просто найдите свою «отправную точку» и двигайтесь вперед, используя подходящие для вас стратегии:

Оцените, как часто вы едите красное мясо, и посмотрите, может ли одна из этих стратегий помочь вам найти способ немного сократить.

Если вы думаете о еде, в состав которой входит красное мясо, подумайте, можете ли вы заменить его лучшим вариантом, например, птицей или морепродуктами.

Этот подход способствует развитию здоровой растительной пищи, такой как бобы, орехи, цельнозерновые и другие овощи, но при этом дает возможность включить в рацион некоторые из ваших любимых продуктов животного происхождения.

Проверьте свои знания о белках!

Готовы узнать, что вы знаете о белке и здоровой белковой пище? Попробуйте эту викторину из 10 вопросов, чтобы узнать:

Список литературы

1. Национальные академии медицины. Нормы потребления энергии, углеводов, клетчатки, жиров, жирных кислот, холестерина, белков и аминокислот (макроэлементов).
2. Song M, Fung TT, Hu FB, Willett WC, Longo VD, Chan AT, Giovannucci EL. Связь потребления животного и растительного белка со смертностью от всех причин и от конкретных причин. Внутренняя медицина JAMA . 2016 1 октября; 176 (10): 1453-63.
3. Fehrenbach KS, Righter AC, Santo RE. Критический анализ доступных источников данных для оценки потребления мяса и белка в США. Общественное питание . 2016 июн; 19 (8): 1358-67.
4. Бернштейн А.М., Сан К., Ху Ф. Б., Штампфер М. Дж., Мэнсон Дж. Э., Виллетт В. Основные источники белка в пище и риск ишемической болезни сердца у женщин. Тираж . 31 августа 2010 г .; 122 (9): 876-83.
5. Pan A, Sun Q, Bernstein AM, Schulze MB, Manson JE, Stampfer MJ, Willett WC, Hu FB. Потребление красного мяса и смертность: результаты 2 проспективных когортных исследований. Архив внутренней медицины . 2012 9 апреля; 172 (7): 555-63.
6. Bernstein AM, Pan A, Rexrode KM, Stampfer M, Hu FB, Mozaffarian D, Willett WC. Источники диетического белка и риск инсульта у мужчин и женщин. Ход . 2011 1 января: СТРОКЕГА-111.
7. Preis SR, Stampfer MJ, Spiegelman D, Willett WC, Rimm EB. Диетический белок и риск ишемической болезни сердца у мужчин среднего возраста–. Американский журнал клинического питания . 2010 29 сентября; 92 (5): 1265-72.
8. Halton TL, Willett WC, Liu S, Manson JE, Albert CM, Rexrode K, Hu FB.Оценка низкоуглеводной диеты и риск ишемической болезни сердца у женщин. Медицинский журнал Новой Англии . 2006 9 ноября; 355 (19): 1991-2002.
9. Appel LJ, Sacks FM, Carey VJ, Obarzanek E, Swain JF, Miller ER, Conlin PR, Erlinger TP, Rosner BA, Laranjo NM, Charleston J. Влияние потребления белков, мононенасыщенных жиров и углеводов на артериальное давление и липиды сыворотки крови : результаты рандомизированного исследования OmniHeart. ЯМА . 2005 16 ноября; 294 (19): 2455-64.
10. Jenkins DJ, Wong JM, Kendall CW, Esfahani A, Ng VW, Leong TC, Faulkner DA, Vidgen E, Greaves KA, Paul G, Singer W.Влияние низкоуглеводной («Эко-Аткинса») диеты на растительной основе на массу тела и концентрацию липидов в крови у субъектов с гиперлипидемией. Архив внутренней медицины . 2009 г. 8 июня; 169 (11): 1046-54.
11. Lagiou P, Sandin S, Lof M, Trichopoulos D, Adami HO, Weiderpass E. Низкоуглеводная диета с высоким содержанием белка и частота сердечно-сосудистых заболеваний у шведских женщин: проспективное когортное исследование. BMJ . 26 июня 2012 г .; 344: e4026.
12. Pan A, Sun Q, Bernstein AM, Schulze MB, Manson JE, Willett WC, Hu FB.Потребление красного мяса и риск диабета 2 типа: 3 группы взрослых в США и обновленный метаанализ -. Американский журнал клинического питания . 2011 10 августа; 94 (4): 1088-96.
13. Pan A, Sun Q, Bernstein AM, Manson JE, Willett WC, Hu FB. Изменения в потреблении красного мяса и последующий риск сахарного диабета 2 типа: три группы мужчин и женщин в США. Внутренняя медицина JAMA . 2013 22 июля; 173 (14): 1328-35.
14. Pan A, Sun Q, Bernstein AM, Manson JE, Willett WC, Hu FB.Изменения в потреблении красного мяса и последующий риск сахарного диабета 2 типа: три группы мужчин и женщин в США. Внутренняя медицина JAMA . 2013 22 июля; 173 (14): 1328-35.
15. Halton TL, Лю С., Мэнсон Дж. Э., Ху Ф. Б. Оценка низкоуглеводной диеты и риск диабета 2 типа у женщин–. Американский журнал клинического питания . 2008 1 февраля; 87 (2): 339-46.
16. Åkerblom HK, Vaarala O, Hyöty H, Ilonen J, Knip M. Факторы окружающей среды в этиологии диабета 1 типа. Американский журнал медицинской генетики . 2002 30 мая; 115 (1): 18-29.
17. Vaarala O, Ilonen J, Ruohtula T, Pesola J, Virtanen SM, Härkönen T, Koski M, Kallioinen H, Tossavainen O, Poussa T., Järvenpää AL. Удаление бычьего инсулина из смеси коровьего молока и раннее инициирование бета-клеточного аутоиммунитета в пилотном исследовании FINDIA. Архив педиатрии и подростковой медицины . 2012 1 июля; 166 (7): 608-14.
18. Bouvard V, Loomis D, Guyton KZ, Grosse Y, El Ghissassi F, Benbrahim-Tallaa L, Guha N, Mattock H, Straif K.Канцерогенность употребления в пищу красного и обработанного мяса. Онкология Ланцет . 2015 1 декабря; 16 (16): 1599-600.
19. Фарвид М.С., Чо Э, Чен В.Й., Элиассен А.Х., Виллетт В. Потребление мяса подростками и риск рака груди. Международный онкологический журнал . 2015 15 апреля; 136 (8): 1909-20.
20. Дарлинг А.Л., Миллуорд ди-джей, Торгерсон ди-джей, Хьюитт К.Э., Ланхэм-Нью С.А. Диетический белок и здоровье костей: систематический обзор и метаанализ–. Американский журнал клинического питания .2009 4 ноября; 90 (6): 1674-92.
21. Mozaffarian D, Hao T., Rimm EB, Willett WC, Hu FB. Изменения в диете и образе жизни и длительное увеличение веса у женщин и мужчин. Медицинский журнал Новой Англии . 2011, 23 июня; 364 (25): 2392-404.
22. Smith JD, Hou T, Ludwig DS, Rimm EB, Willett W, Hu FB, Mozaffarian D. Изменения в потреблении белковой пищи, количества и качества углеводов, а также долгосрочные изменения веса: результаты трех предполагаемых когорт -. Американский журнал клинического питания .2015 8 апреля; 101 (6): 1216-24.
23. Ли СС, Кендалл С.В., де Соуза Р.Дж., Джаялат В.Х., Козма А.И., Ха В., Миррахими А., Кьявароли Л., Огюстин Л.С., Бланко Мехиа С., Лейтер Л.А. Зернобобовые, сытость и прием пищи: систематический обзор и метаанализ испытаний острого кормления. Ожирение . 2014 августа; 22 (8): 1773-80.
24. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. Стратегия FDA по устойчивости к противомикробным препаратам — вопросы и ответы. https://www.fda.gov/animalveterinary/guidancecomplianceenforcement/guidanceforindustry/ucm216939.htm. Дата обращения 06.11.2018.
25. Институт мировых ресурсов. Карта показателей белка. https://www.wri.org/resources/data-visualizations/protein-scorecard. Дата обращения 06.11.2018.
26. Кулинарный институт Америки и Гарвард T.H. Школа общественного здравоохранения Чан. Меню изменений: годовой отчет за 2016 год. http://www.menusofchange.org/
27. Heller MC, Keoleian GA. Оценки выбросов парниковых газов при выборе диеты и потери продуктов питания в США. Журнал промышленной экологии .2015 июн; 19 (3): 391-401.
28. Guasch-Ferré M, Satija A, Blondin S, Janiszewski M, Emlen E, O’Connor L, Campbell W., Hu F, Willett W., Stampfer M. Метаанализ рандомизированных контролируемых испытаний потребления красного мяса в сравнении с различными Диеты сравнения по факторам риска сердечно-сосудистых заболеваний. Тираж . 2019 1 апреля; 139 (15): 1828-45.
    * Раскрытие информации: доктор Ху получил исследовательскую поддержку от Комиссии по орехам Калифорнии. Доктор Кэмпбелл сообщил о получении исследовательской поддержки от Национальных институтов здравоохранения (стипендия T32 для Лорен О’Коннор), Американского совета по яйцам — Центра питания яиц, Программы проверки говядины, Национального совета по молочным продуктам, Программы проверки свинины и Barilla Group.Доктор Кэмпбелл также сообщил о работе в Консультативном комитете по диетическим рекомендациям 2015 года. Доктор Сатия является сотрудником Analysis Group, Inc. Остальные авторы заявляют об отсутствии конфликтов.

Условия использования

Содержание этого веб-сайта предназначено для образовательных целей и не предназначено для предоставления личных медицинских консультаций. Вам следует обратиться за советом к своему врачу или другому квалифицированному поставщику медицинских услуг с любыми вопросами, которые могут у вас возникнуть относительно состояния здоровья. Никогда не пренебрегайте профессиональным медицинским советом и не откладывайте его обращение из-за того, что вы прочитали на этом веб-сайте.Nutrition Source не рекомендует и не поддерживает какие-либо продукты.

Структура белка | Изучайте науку в Scitable

Строительными блоками белков являются аминокислоты, которые представляют собой небольшие органические молекулы, которые состоят из альфа (центрального) атома углерода, связанного с аминогруппой, карбоксильной группы, атома водорода и вариабельного компонента, называемого боковой цепью (см. Ниже ). Внутри белка несколько аминокислот связаны вместе пептидными связями , тем самым образуя длинную цепь.Пептидные связи образуются в результате биохимической реакции, которая извлекает молекулу воды, поскольку она соединяет аминогруппу одной аминокислоты с карбоксильной группой соседней аминокислоты. Линейная последовательность аминокислот в белке считается первичной структурой белка.

Белки состоят из набора всего из двадцати аминокислот, каждая из которых имеет уникальную боковую цепь. Боковые цепи аминокислот имеют разный химический состав. Самая большая группа аминокислот имеет неполярные боковые цепи.Некоторые другие аминокислоты имеют боковые цепи с положительными или отрицательными зарядами, а другие имеют полярные, но незаряженные боковые цепи. Химический состав боковых цепей аминокислот имеет решающее значение для структуры белка, потому что эти боковые цепи могут связываться друг с другом, чтобы удерживать длину белка в определенной форме или конформации. Боковые цепи заряженных аминокислот могут образовывать ионные связи, а полярные аминокислоты способны образовывать водородные связи. Гидрофобные боковые цепи взаимодействуют друг с другом посредством слабых ван-дер-ваальсовых взаимодействий.Подавляющее большинство связей, образованных этими боковыми цепями, нековалентны. Фактически, цистеины — единственные аминокислоты, способные образовывать ковалентные связи, что они и делают со своими конкретными боковыми цепями. Из-за взаимодействий боковых цепей последовательность и расположение аминокислот в конкретном белке определяют, где в этом белке происходят изгибы и складки (рис. 1).

Рис. 1: Взаимосвязь между боковыми цепями аминокислот и конформацией белка

Определяющим признаком аминокислоты является ее боковая цепь (вверху, синий кружок; внизу, все цветные кружки).Когда аминокислоты соединяются серией пептидных связей, они образуют полипептид, другое слово для обозначения белка. Затем полипептид сворачивается в определенную конформацию в зависимости от взаимодействий (пунктирные линии) между его боковыми аминокислотными цепями.

Рис. 2. Структура белка бактериородопсина

Бактериородопсин — это мембранный белок бактерий, который действует как протонный насос.Его форма важна для его функции. Общая структура белка включает как альфа-спирали (зеленый), так и бета-листы (красный).

Первичная структура белка — его аминокислотная последовательность — управляет складыванием и внутримолекулярным связыванием линейной аминокислотной цепи, что в конечном итоге определяет уникальную трехмерную форму белка. Водородная связь между аминогруппами и карбоксильными группами в соседних областях белковой цепи иногда вызывает определенные паттерны сворачивания.Эти стабильные паттерны сворачивания, известные как альфа-спирали и бета-листов , составляют вторичную структуру белка. Большинство белков содержат несколько спиралей и листов в дополнение к другим, менее распространенным паттернам (рис. 2). Совокупность образований и складок в единой линейной цепи аминокислот — иногда называемой полипептидом — составляет третичную структуру белка . Наконец, четвертичная структура белка относится к тем макромолекулам с множеством полипептидных цепей или субъединиц.

Окончательная форма, принятая вновь синтезированным белком, обычно является наиболее энергетически выгодной. По мере сворачивания белков они проверяют различные конформации, прежде чем достичь своей окончательной формы, которая является уникальной и компактной. Сложенные белки стабилизированы тысячами нековалентных связей между аминокислотами. Кроме того, химические силы между белком и его непосредственным окружением способствуют формированию и стабильности белка. Например, белки, которые растворены в цитоплазме клетки, имеют на своей поверхности гидрофильные (водолюбивые) химические группы, тогда как их гидрофобные (водоотталкивающие) элементы имеют тенденцию скрываться внутри.Напротив, белки, которые вставлены в клеточные мембраны, имеют на своей поверхности некоторые гидрофобные химические группы, особенно в тех областях, где поверхность белка подвергается воздействию липидов мембран. Однако важно отметить, что полностью свернутые белки не принимают форму. Скорее, атомы в этих белках остаются способными совершать небольшие движения.

Несмотря на то, что белки считаются макромолекулами, они слишком малы, чтобы их можно было визуализировать даже в микроскоп.Итак, ученые должны использовать косвенные методы, чтобы выяснить, как они выглядят и как сложены. Наиболее распространенным методом исследования структуры белков является рентгеновская кристаллография . С помощью этого метода твердые кристаллы очищенного белка помещают в пучок рентгеновских лучей, а диаграмма отклоненных рентгеновских лучей используется для прогнозирования положений тысяч атомов в кристалле белка.

белков | Биология для майоров I

Опишите структуру и функции белков

Белки — это полимеры аминокислот.Каждая аминокислота содержит центральный атом углерода, водород, карбоксильную группу, аминогруппу и переменную группу R. Группа R указывает, к какому классу аминокислот она принадлежит: электрически заряженные гидрофильные боковые цепи, полярные, но незаряженные боковые цепи, неполярные гидрофобные боковые цепи и особые случаи.

Белки имеют разные «слои» структуры: первичный, вторичный, третичный, четвертичный.

Белки выполняют в клетках самые разные функции. Основные функции включают действие в качестве ферментов, рецепторов, транспортных молекул, белков, регулирующих экспрессию генов, и так далее.Ферменты — это биологические катализаторы, которые ускоряют химическую реакцию без постоянных изменений. У них есть «активные центры», где связывается субстрат / реагент, и они могут быть либо активированы, либо ингибированы (конкурентные и / или неконкурентные ингибиторы).

Цели обучения

• Продемонстрировать знакомство с мономерными единицами белков: аминокислоты
• Определите различные слои структуры белка
• Определить несколько основных функций белков

Аминокислоты

Белки являются одной из наиболее распространенных органических молекул в живых системах и обладают самым разнообразным набором функций среди всех макромолекул.Белки могут быть структурными, регуляторными, сократительными или защитными; они могут служить для транспортировки, хранения или перепонки; или они могут быть токсинами или ферментами. Каждая клетка живой системы может содержать тысячи белков, каждый из которых выполняет уникальную функцию. Их структуры, как и их функции, сильно различаются. Однако все они представляют собой полимеры из аминокислот , расположенных в линейной последовательности.

Рис. 1. Аминокислоты имеют центральный асимметричный углерод, к которому присоединены аминогруппа, карбоксильная группа, атом водорода и боковая цепь (R-группа).

Аминокислоты — это мономеры, из которых состоят белки. Каждая аминокислота имеет одинаковую фундаментальную структуру, которая состоит из центрального атома углерода, также известного как альфа ( α ) углерода, связанного с аминогруппой (Nh3), карбоксильной группой (COOH) и атомом водорода. . Каждая аминокислота также имеет другой атом или группу атомов, связанных с центральным атомом, известную как группа R (рис. 1).

Название «аминокислота» происходит от того факта, что они содержат как аминогруппу, так и карбоксильно-кислотную группу в своей основной структуре.Как уже упоминалось, в белках присутствует 20 аминокислот. Десять из них считаются незаменимыми аминокислотами у человека, потому что человеческий организм не может их производить, и они получают их с пищей.

Для каждой аминокислоты группа R (или боковая цепь) отличается (рис. 2).

Практический вопрос

Рис. 2. В белках обычно встречаются 20 общих аминокислот, каждая из которых имеет свою R-группу (вариантная группа), которая определяет его химическую природу.

Какие категории аминокислот вы ожидаете найти на поверхности растворимого белка, а какие — внутри? Какое распределение аминокислот вы ожидаете найти в белке, встроенном в липидный бислой?

Показать ответ

Полярные и заряженные аминокислотные остатки (остаток после образования пептидной связи) с большей вероятностью будут обнаружены на поверхности растворимых белков, где они могут взаимодействовать с водой, и неполярные (например.g., боковые цепи аминокислот) с большей вероятностью будут обнаружены внутри, где они изолированы от воды. В мембранных белках неполярные и гидрофобные боковые цепи аминокислот связаны с гидрофобными хвостами фосфолипидов, в то время как полярные и заряженные боковые цепи аминокислот взаимодействуют с полярными головными группами или с водным раствором. Однако бывают исключения. Иногда положительно и отрицательно заряженные боковые цепи аминокислот взаимодействуют друг с другом внутри белка, а полярные или заряженные боковые цепи аминокислот, которые взаимодействуют с лигандом, могут быть обнаружены в кармане связывания лиганда.

Химическая природа боковой цепи определяет природу аминокислоты (то есть, является ли она кислотной, основной, полярной или неполярной). Например, аминокислота глицин имеет атом водорода в качестве группы R. Аминокислоты, такие как валин, метионин и аланин, неполярны или гидрофобны по природе, тогда как аминокислоты, такие как серин, треонин и цистеин, полярны и имеют гидрофильные боковые цепи. Боковые цепи лизина и аргинина заряжены положительно, поэтому эти аминокислоты также известны как основные аминокислоты.Пролин имеет группу R, которая связана с аминогруппой, образуя кольцеобразную структуру. Пролин является исключением из стандартной структуры анимокислоты, поскольку его аминогруппа не отделена от боковой цепи (рис. 2).

Аминокислоты обозначаются одной заглавной буквой или трехбуквенным сокращением. Например, валин обозначается буквой V или трехбуквенным символом val. Так же, как некоторые жирные кислоты необходимы для диеты, некоторые аминокислоты также необходимы. Они известны как незаменимые аминокислоты, а у людей они включают изолейцин, лейцин и цистеин.Незаменимые аминокислоты относятся к тем, которые необходимы для построения белков в организме, но не производятся организмом; Какие аминокислоты являются незаменимыми, варьируется от организма к организму.

Рис. 3. Образование пептидной связи — это реакция синтеза дегидратации. Карбоксильная группа одной аминокислоты связана с аминогруппой входящей аминокислоты. При этом выделяется молекула воды.

Последовательность и количество аминокислот в конечном итоге определяют форму, размер и функцию белка.Каждая аминокислота присоединена к другой аминокислоте ковалентной связью, известной как пептидная связь, которая образуется в результате реакции дегидратации. Карбоксильная группа одной аминокислоты и аминогруппа входящей аминокислоты объединяются, высвобождая молекулу воды. Полученная связь представляет собой пептидную связь (рис. 3).

Продукты, образованные такими связями, называются пептидами. По мере того, как к этой растущей цепи присоединяется больше аминокислот, полученная цепь называется полипептидом. Каждый полипептид имеет свободную аминогруппу на одном конце.Этот конец называется N-концом или амино-концом, а другой конец имеет свободную карбоксильную группу, также известную как C или карбоксильный конец. Хотя термины полипептид и белок иногда используются взаимозаменяемо, полипептид технически представляет собой полимер аминокислот, тогда как термин белок используется для полипептида или полипептидов, которые объединились вместе, часто имеют связанные непептидные простетические группы, имеют различную форму. , и имеют уникальную функцию. После синтеза (трансляции) белков большинство белков модифицируются.Они известны как посттрансляционные модификации. Они могут подвергаться расщеплению, фосфорилированию или могут потребовать добавления других химических групп. Только после этих модификаций белок становится полностью функциональным.

Эволюционное значение цитохрома c

Цитохром c является важным компонентом цепи переноса электронов, частью клеточного дыхания, и обычно он находится в клеточной органелле, митохондрии. Этот белок имеет простетическую группу гема, а центральный ион гема попеременно восстанавливается и окисляется во время переноса электрона.Поскольку роль этого важного белка в производстве клеточной энергии имеет решающее значение, за миллионы лет он очень мало изменился. Секвенирование белков показало, что существует значительная гомология аминокислотной последовательности цитохрома с среди различных видов; другими словами, эволюционное родство можно оценить путем измерения сходства или различий между последовательностями ДНК или белков различных видов.

Ученые определили, что цитохром с человека содержит 104 аминокислоты.Для каждой молекулы цитохрома с из разных организмов, которая была секвенирована на сегодняшний день, 37 из этих аминокислот появляются в одном и том же положении во всех образцах цитохрома с. Это указывает на то, что, возможно, был общий предок. При сравнении последовательностей белков человека и шимпанзе различий в последовательностях не обнаружено. Когда сравнивали последовательности человека и макаки-резуса, единственное обнаруженное различие заключалось в одной аминокислоте. В другом сравнении секвенирование человека и дрожжей показывает разницу в 44-м положении.

Структура белка

Как обсуждалось ранее, форма белка имеет решающее значение для его функции. Например, фермент может связываться со специфическим субстратом в сайте, известном как активный сайт. Если этот активный сайт изменяется из-за локальных изменений или изменений в общей структуре белка, фермент может быть неспособен связываться с субстратом. Чтобы понять, как белок приобретает свою окончательную форму или конформацию, нам необходимо понять четыре уровня структуры белка: первичный, вторичный, третичный и четвертичный.

Первичная структура

Уникальная последовательность аминокислот в полипептидной цепи — это ее первичная структура. Например, гормон поджелудочной железы инсулин имеет две полипептидные цепи, А и В, и они связаны между собой дисульфидными связями. N-концевой аминокислотой A-цепи является глицин, а C-концевой аминокислотой — аспарагин (рис. 4). Последовательности аминокислот в цепях A и B уникальны для инсулина.

Рис. 4. Инсулин бычьей сыворотки — это белковый гормон, состоящий из двух пептидных цепей: A (длиной 21 аминокислота) и B (длиной 30 аминокислот).В каждой цепи первичная структура обозначена трехбуквенными сокращениями, которые представляют названия аминокислот в порядке их присутствия. Аминокислота цистеин (cys) имеет сульфгидрильную (SH) группу в качестве боковой цепи. Две сульфгидрильные группы могут реагировать в присутствии кислорода с образованием дисульфидной (S-S) связи. Две дисульфидные связи соединяют цепи A и B вместе, а третья помогает цепи A свернуться в правильную форму. Обратите внимание, что все дисульфидные связи имеют одинаковую длину, но для ясности показаны разные размеры.

Уникальная последовательность каждого белка в конечном итоге определяется геном, кодирующим этот белок. Изменение нуклеотидной последовательности кодирующей области гена может привести к добавлению другой аминокислоты к растущей полипептидной цепи, вызывая изменение структуры и функции белка. При серповидно-клеточной анемии цепь гемоглобина β (небольшая часть которой показана на рисунке 5) имеет единственную аминокислотную замену, вызывающую изменение структуры и функции белка.

Рис. 5. Бета-цепь гемоглобина имеет длину 147 остатков, однако единственная замена аминокислоты приводит к серповидно-клеточной анемии. В нормальном гемоглобине аминокислота в седьмом положении — глутамат. В серповидно-клеточном гемоглобине этот глутамат заменен валином.

В частности, аминокислота глутаминовая кислота заменена валином в цепи β . Что наиболее примечательно, так это то, что молекула гемоглобина состоит из двух альфа-цепей и двух бета-цепей, каждая из которых состоит примерно из 150 аминокислот.Таким образом, молекула содержит около 600 аминокислот. Структурное различие между нормальной молекулой гемоглобина и молекулой серповидноклеточных клеток — что резко снижает продолжительность жизни — состоит в одной из 600 аминокислот. Что еще более примечательно, так это то, что эти 600 аминокислот кодируются тремя нуклеотидами каждая, а мутация вызвано одним изменением основания (точечной мутацией), 1 из 1800 оснований.

Рис. 6. В этом мазке крови, визуализированном при 535-кратном увеличении с помощью светлопольной микроскопии, серповидные клетки имеют форму полумесяца, а нормальные клетки имеют форму диска.(кредит: модификация работы Эда Усмана; данные шкалы от Мэтта Рассела)

Из-за этого изменения одной аминокислоты в цепи молекулы гемоглобина образуют длинные волокна, которые искажают двояковогнутые или дискообразные эритроциты и принимают форму полумесяца или «серпа», что закупоривает артерии (рис. 6). Это может привести к множеству серьезных проблем со здоровьем, таких как одышка, головокружение, головные боли и боли в животе у людей, страдающих этим заболеванием.

Вторичная структура

Локальное сворачивание полипептида в некоторых областях приводит к вторичной структуре белка.Наиболее распространены листовые структуры α -спираль и β -складки (рис. 7). Обе структуры представляют собой структуру α -спираль — спираль, форма которой удерживается водородными связями. Водородные связи образуются между атомом кислорода в карбонильной группе одной аминокислоты и другой аминокислотой, которая находится на четыре аминокислоты дальше по цепи.

Рис. 7. α-Спираль и β-складчатый лист — это вторичные структуры белков, которые образуются из-за образования водородных связей между карбонильной и аминогруппой в основной цепи пептида.Некоторые аминокислоты имеют склонность к образованию α-спирали, а другие — к образованию β-складчатого листа.

Каждый виток альфа-спирали содержит 3,6 аминокислотных остатка. Группы R (вариантные группы) полипептида выступают из α -спиральной цепи. В листе с складками β «складки» образованы водородными связями между атомами в основной цепи полипептидной цепи. Группы R прикреплены к атомам углерода и проходят выше и ниже складок складки.Гофрированные сегменты выровнены параллельно или антипараллельно друг другу, а водородные связи образуются между частично положительным атомом азота в аминогруппе и частично отрицательным атомом кислорода в карбонильной группе основной цепи пептида. Спирали α, и складчатые пластинки β обнаружены в большинстве глобулярных и волокнистых белков, и они играют важную структурную роль.

Третичная структура

Уникальная трехмерная структура полипептида — это его третичная структура (рис. 8).Эта структура частично обусловлена ​​химическими взаимодействиями в полипептидной цепи. В первую очередь, взаимодействия между группами R создают сложную трехмерную третичную структуру белка. Природа групп R, присутствующих в задействованных аминокислотах, может противодействовать образованию водородных связей, описанных для стандартных вторичных структур. Например, группы R с одинаковыми зарядами отталкиваются друг от друга, а группы с разными зарядами притягиваются друг к другу (ионные связи). Когда происходит сворачивание белка, гидрофобные группы R неполярных аминокислот лежат внутри белка, тогда как гидрофильные группы R лежат снаружи.Первые типы взаимодействий также известны как гидрофобные взаимодействия. Взаимодействие между боковыми цепями цистеина образует дисульфидные связи в присутствии кислорода, единственную ковалентную связь, образующуюся во время сворачивания белка.

Рис. 8. Третичная структура белков определяется множеством химических взаимодействий. К ним относятся гидрофобные взаимодействия, ионные связи, водородные связи и дисульфидные связи.

Все эти взаимодействия, слабые и сильные, определяют окончательную трехмерную форму белка.Когда белок теряет свою трехмерную форму, он может больше не функционировать.

Четвертичная структура

В природе некоторые белки образованы из нескольких полипептидов, также известных как субъединицы, и взаимодействие этих субъединиц образует четвертичную структуру. Слабые взаимодействия между субъединицами помогают стабилизировать общую структуру. Например, инсулин (глобулярный белок) имеет комбинацию водородных и дисульфидных связей, из-за которых он в основном собирается в шар.Инсулин начинается как отдельный полипептид и теряет некоторые внутренние последовательности в присутствии посттрансляционной модификации после образования дисульфидных связей, которые удерживают вместе оставшиеся цепи. Шелк (волокнистый белок), однако, имеет складчатую листовую структуру β , которая является результатом водородных связей между различными цепями.

Четыре уровня структуры белка (первичный, вторичный, третичный и четвертичный) показаны на Рисунке 9.

Рисунок 9.На этих иллюстрациях можно увидеть четыре уровня белковой структуры. (кредит: модификация работы Национального исследовательского института генома человека)

Денатурация и сворачивание белка

Каждый белок имеет свою уникальную последовательность и форму, которые удерживаются вместе за счет химических взаимодействий. Если белок подвержен изменениям температуры, pH или воздействию химикатов, структура белка может измениться, потеряв свою форму без потери своей первичной последовательности в так называемой денатурации.Денатурация часто обратима, поскольку первичная структура полипептида сохраняется в процессе, если денатурирующий агент удаляется, позволяя белку возобновить свою функцию. Иногда денатурация необратима, что приводит к потере функции. Одним из примеров необратимой денатурации белка является жарение яйца. Белок альбумина в жидком яичном белке денатурируется при помещении на горячую сковороду. Не все белки денатурируются при высоких температурах; например, бактерии, которые выживают в горячих источниках, содержат белки, которые функционируют при температурах, близких к температуре кипения.Желудок также очень кислый, имеет низкий pH и денатурирует белки как часть процесса пищеварения; однако пищеварительные ферменты желудка в этих условиях сохраняют свою активность.

Сворачивание белка имеет решающее значение для его функции. Первоначально считалось, что сами белки несут ответственность за процесс сворачивания. Только недавно было обнаружено, что часто они получают помощь в процессе сворачивания от белков-помощников, известных как шапероны (или шаперонины), которые связываются с целевым белком во время процесса сворачивания.Они действуют, предотвращая агрегацию полипептидов, составляющих полную структуру белка, и отделяются от белка, как только целевой белок сворачивается.

Чтобы получить дополнительную информацию о белках, просмотрите этот анимационный ролик под названием «Биомолекулы: белки».

Функция белков

Основные типы и функции белков перечислены в таблице 1.

Таблица 1. Типы и функции белков
Тип	Примеры	Функции
Пищеварительные ферменты	Амилаза, липаза, пепсин, трипсин	Помощь в переваривании пищи за счет катаболизма питательных веществ до мономерных единиц
Транспорт	Гемоглобин, альбумин	Переносит вещества в крови или лимфе по всему телу
Строительный	Актин, тубулин, кератин	Создавать различные структуры, такие как цитоскелет
Гормоны	Инсулин, тироксин	Координировать деятельность различных систем организма
Оборона	Иммуноглобулины	Защитить организм от инородных патогенов
Сокращение	Актин, миозин	Эффект сокращения мышц
Хранилище	Запасные белки бобовых, яичный белок (альбумин)	Обеспечить питание на ранних этапах развития зародыша и проростка

Два специальных и распространенных типа белков — это ферменты и гормоны. Ферменты , которые вырабатываются живыми клетками, являются катализаторами биохимических реакций (например, пищеварения) и обычно представляют собой сложные или конъюгированные белки. Каждый фермент специфичен для субстрата (реагента, который связывается с ферментом), на который он действует. Фермент может помочь в реакциях разложения, перегруппировки или синтеза. Ферменты, которые расщепляют свои субстраты, называются катаболическими ферментами, ферменты, которые строят более сложные молекулы из своих субстратов, называются анаболическими ферментами, а ферменты, влияющие на скорость реакции, называются каталитическими ферментами.Следует отметить, что все ферменты увеличивают скорость реакции и, следовательно, считаются органическими катализаторами. Примером фермента является амилаза слюны, которая гидролизует свою субстратную амилозу, компонент крахмала.

Гормоны представляют собой химические сигнальные молекулы, обычно небольшие белки или стероиды, секретируемые эндокринными клетками, которые действуют для контроля или регулирования определенных физиологических процессов, включая рост, развитие, метаболизм и размножение. Например, инсулин — это белковый гормон, который помогает регулировать уровень глюкозы в крови.

Белки имеют разную форму и молекулярную массу; некоторые белки имеют глобулярную форму, тогда как другие имеют волокнистую природу. Например, гемоглобин — это глобулярный белок, а коллаген, обнаруженный в нашей коже, — это волокнистый белок. Форма белка имеет решающее значение для его функции, и эта форма поддерживается многими различными типами химических связей. Изменения температуры, pH и воздействие химикатов могут привести к необратимым изменениям формы белка, что приведет к потере функции, известной как денатурация.Все белки состоят из 20 одних и тех же аминокислот по-разному.

Резюме: Белки

Белки — это класс макромолекул, которые выполняют широкий спектр функций для клетки. Они помогают метаболизму, обеспечивая структурную поддержку и действуя как ферменты, переносчики или гормоны. Строительными блоками белков (мономеров) являются аминокислоты. Каждая аминокислота имеет центральный углерод, связанный с аминогруппой, карбоксильной группой, атомом водорода и R-группой или боковой цепью.Существует 20 обычно встречающихся аминокислот, каждая из которых отличается по группе R. Каждая аминокислота связана со своими соседями пептидной связью. Длинная цепь аминокислот известна как полипептид.

Белки подразделяются на четыре уровня: первичный, вторичный, третичный и (необязательно) четвертичный. Первичная структура — это уникальная последовательность аминокислот. Локальное сворачивание полипептида с образованием таких структур, как α спираль и β -складчатый лист, составляет вторичную структуру.Общая трехмерная структура — это третичная структура. Когда два или более полипептида объединяются, чтобы сформировать полную структуру белка, такая конфигурация известна как четвертичная структура белка. Форма и функция белка неразрывно связаны; любое изменение формы, вызванное изменениями температуры или pH, может привести к денатурации белка и потере функции.

Проверьте свое понимание

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.